利用FY-2C卫星资料估算太阳辐射研究

我国FY-2C气象卫星为估算到达地面的太阳辐射提供可靠的数据源。文章以华中3省（河声、湖北和湖南）为试验区,采用神经网络方法进行FY-2C资料太阳辐射的估算,并与统计方法结果进行比较。结果表明：①FY-2C资料可以用于太阳辐射估算,它的5个波段对太阳辐射的反演均有贡献;②用FY2C资料估算太阳辐射时,神经网络方法精度优于统计方法;③FY-2C估算太阳辐射的误差主要由卫星观测与地面观测的空间和时间范围的差异引起。     

中国地表太阳辐射再分析数据与观测的比较

利用我国地表太阳辐射台站资料和海上观测资料与同期的NCEP/NCAR, NCEP/CFSR再分析资料进行比较,检验再分析资料是否能够反映中国地区的太阳辐射特征。结果表明:1979年之前NCEP/NCAR太阳辐射资料的可信度较低,存在虚假的明显上升趋势,1979年之后两套再分析资料的可信度均较高,在我国东部和低纬度地区的可信度好于西部和高纬度地区;由逐6 h再分析数据直接计算得到的逐日太阳辐射比实际观测偏低,剔除太阳辐射为零的情况计算逐日资料更合理。在大陆地区,NCEP/NCAR,NCEP/CFSR再分析资料与台站太阳辐射资料的1979—2009年共31年平均误差分别为10.37 W·m-2和-42.68 W·m-2,误差的标准差分别为12.31 W·m-2和4.19 W·m-2;在海洋区域,NCEP/NCAR,NCEP/CFSR再分析资料与海上观测太阳辐射资料的平均误差分别为-161.19 W·m-2和-179.66 W·m-2,误差的标准差分别为37.07 W·m-2和35.36 W·m-2。与大陆台站资料相比,海上观测与再分析资料的误差偏大,这可能与海上观测资料较少,限制了NCEP模式的评估和改进有关。     

2011年地面入射太阳辐射变化及其与敏感因子回归分析

太阳辐射是地球上一切生命的源泉,亦是地球天气、气候系统发生发展和演变的能量来源。利用FY2E卫星遥感产品地面入射太阳辐射资料和地面常规观测资料,对2011年鹤壁市地面入射太阳辐射变化特征分析结果表明：鹤壁市2011年地面入射太阳辐射日曝辐量和月累积量的变化有明显的季节性,其年累积量为5721．38MJ·m^-2,日曝辐量3—4月增加迅速,其中3月份环比增长59％。地面入射太阳辐射总体变化趋势可以用一元多项式进行回归拟合,拟合曲线与实测资料的相关系数达0．8。地面最高温度与地面入射太阳辐射存在明显正相关,地面入射太阳辐射增大,地面最高温度就会升高。地面蒸发量对地面入射太阳辐射高度敏感,地面入射太阳辐射增大,地面蒸发量就会增大。通过对地面入射太阳辐射与地面敏感气象要素的多元回归分析发现,地面入射太阳辐射的二元线性回归预测水平高于一元线性回归预测水平。通过地面气象要素的多元线性回归预测,可估算地面入射太阳辐射值,这为相关研究及业务服务等提供了一种获取地面入射太阳辐射的方法。     

黑龙江省近40年太阳辐射变化分析

利用经验公式,插补了黑龙江省不完整的太阳辐射资料。分析了黑龙江省近４０ 年太阳辐射变化规律。初步认为,总云量的变化是影响黑龙江省太阳辐射变化的主要因子     

西安城市对太阳辐射的影响

通过对西安30年实测太阳辐射资料的分析得出大气污染对太阳辐射的影响十分显著,主要表现为自70年代以后直接太阳辐射、总辐射显著减少,散射辐射明显增加,同期西安郊县直接太阳辐射、总辐射和散射辐射呈递减趋势,变化幅度小于西安市。谱分析表明,直接辐射减少、散射辐射增大与耗煤量密切相关。利用西安和郊县30年实测日照、云量资料计算郊县太阳辐射各分量,西安直接太阳辐射和总辐射值小于郊县而散射辐射与总辐射比值D/Q最大,城市有混浊岛效应。     

太原市太阳辐射突变的诊断分析

基于1960年～2003年太阳辐射资料,采用Mann-kendall方法、并结合累积距平曲线对太原市年和四季的太阳辐射的突变情况进行了分析。结果表明,太原市年和四季的太阳辐射都存在一次减少突变,但突变点略有不同,年太阳辐射的减少突变主要是与夏季和冬季太阳辐射的减少突变有关,秋季的影响最小。     

基于MODTRAN模式与卫星资料的晴空净太阳辐射模拟

探讨了中分辨率大气辐射传输模式MODTRAN4.0与卫星资料同化在模拟净太阳辐射中的应用,并利用CERES卫星资料作为MODTRAN模式输入参数,对2005年北京上甸子进行了晴空下的地表净太阳辐射模拟与比较。结果表明:利用MODTRAN4.0模式和CERES卫星资料可以较为精确地模拟晴空天气下的净太阳辐射,平均绝对误差为25.74 W/m2,平均相对误差为4.98%。此外,对净太阳辐射的影响因子的研究表明:太阳天顶角、反照率、水汽含量、大气光学厚度与臭氧浓度等因子与净太阳辐射均呈负相关关系,且太阳天顶角与反照率影响较大,其余因子影响较小。     

海河流域太阳辐射计算模型评估及时空变异规律

太阳辐射是气候形成和演变过程中重要的驱动力,研究太阳辐射的计算模型及时空变异规律对地球和气候系统意义重大。根据1960-2012年海河流域6个站点太阳辐射资料和45个站点日照时数、气温等气象资料,建立了4种太阳辐射计算模型,采用平均相对误差和Nash-Sutcliffe效率系数评估模型精确程度,在此基础上利用优选出的模型计算45个站点多年逐月太阳辐射值,进而研究海河流域太阳辐射的时空变异规律。结果表明:Angstr9mPrescott模型最适用于估算海河流域的太阳辐射;从时间变化来看,海河流域1960-2012年太阳辐射总体上呈显著下降趋势,平均变化速率为-10 MJ·m-2·a-1,春夏秋冬四季均呈现显著减少趋势,其中夏季减少幅度最大,其次是秋季,春季和冬季减少幅度最小;从空间分布来看,海河流域西北地区多年平均太阳辐射值最高,南部低纬度区域太阳辐射最低,除丰宁站以外的44个站点均呈现太阳辐射减少趋势,最大减少幅度达-27 MJ·m-2·a-1,减少趋势最为明显的是中南部地区。人类活动造成的大气污染物增加可能是海河流域太阳辐射减少的主要原因。     

太湖北岸太阳辐射的影响因子研究

利用2 a的太阳辐射资料,对太湖北岸城乡的太阳辐射特征进行了对比分析。发现:(1)城市太阳总辐射较郊区明显偏低,偏低幅度达到13 %以上。(2)太阳辐射量最小值一般发生在冬季,但最强太阳辐射却不一定发生在夏季。这正好与6月中下旬到7月上中旬江南梅雨相对应。(3)太阳辐射率随云量增加而降低,5成云以下太阳辐射率变化不大,天空云量达到5成以上时对太阳辐射有较强的阻挡作用。晴到少云天气,霾的严重程度对太阳辐射率影响较大,重度霾太阳辐射率不到无霾日的75 %。(4)降水对太阳辐射影响很大,但降水量级对太阳辐射的影响却很小。气温与太阳辐射的关系很小,但白天平均气温＜0 ℃和≥30 ℃时太阳辐射率却最大。太阳辐射随日照减少而降低,但在日照时数为0时仍有太阳辐射率存在。太阳辐射基本上随能见度的增加而增加。在晴朗少云的天气里,由于能见度的影响太阳辐射率最大值是最小值的1.53倍。     

佳木斯市40年太阳辐射变化规律及分析

利用经验公式，把佳木斯市40a的太阳辐射资料补充完整，在此基础上，用方差分析的方法找出太阳辐射的变化规律，并加以分析。     

近50年来鄂尔多斯地面太阳辐射的变化及与相关气象要素的联系

根据部分气象台站1961-2006年期间的观测资料, 分析了鄂尔多斯高原地面太阳辐射的年变化和年际变化特征, 也联系该地区云量、 降雨日数、 能见度、 沙尘暴日数和相对湿度等相关气象要素的资料的变化, 分析了该地区太阳辐射变化的可能原因以及这些变化对该地区太阳能资源利用的影响。结果表明： 鄂尔多斯高原地面太阳辐射的年变化与该地区天文辐射的变化基本一致, 夏季的云量对太阳辐射的削弱作用最强, 春季的沙尘气溶胶和较多的中高云量使该地区散射辐射的比例明显增加, 而直接辐射的比例明显减少; 近46年鄂尔多斯高原的地面太阳辐射量和直射比均呈总体减少的趋势, 但在1992年以后略微增加\.因太阳辐射变化的原因十分复杂, 进一步更深入的研究是需要的。     

全国80cm地温分布特征和基于太阳辐射的预测方法

利用2001—2010年全国80cm层的逐日平均地温资料,分析了全国地温的时空分布规律;同时结合太阳辐射资料,分析太阳辐射和地温的相关性;将太阳辐射作为预报因子,构建地温预报模型。结果表明,各海拔高度的地温呈现相同的季节变化,在夏季达到波峰,春季降到波谷,并且多年演变趋势呈现上升趋势;经30日滑动平均处理后太阳辐射与滞后60日的地温相关性较好,以此构建的地温预报模型能够较好地预报出地温的周期波动性,并且预报准确率较高。     

青藏高原地区地气系统太阳辐射能收支的研究

本文利用1982年8月—1983年7月Nimbus-7的月平均行星反射率资料和根据卫星资料得到的地面总辐射、地表反射率的估算结果,分析了青藏高原地区地气系统(大气顶)的太阳辐射能收支和地表、大气对太阳辐射吸收的时空变化特征,给出了表征太阳辐射能收支的一些基本参数,讨论了以行星反射率为基本参数表征大气、地表对太阳辐射吸收的参数化方法。分析表明:过渡季节5月份的行星反射率极小值的出现对青藏高原地区太阳辐射能收支有重要调节作用;全年平均而言,青藏高原地区被地气系统反射和被大气、地表吸收的太阳辐射的比例为37:18:45。     

GMS卫星资料估算地表旬太阳辐射

GMS－5静止气象卫星较宽的可见光波段，为估算到达地表的太阳辐射提供了极好的信息源。利用GMS－5可见光通道资料，分析估计太阳辐射的可行性，并给出了相应的卫星资料处理方法。利用逐时观测资料和济南日射观测站太阳总辐射小时辐照总量实测资料，建立了可见光反照率与小时辐照总量的统计关系，探讨了旬太阳辐射的估算模型。估算结果与日射站实测结果比较，旬辐射估计量的均方误差为7．7MJ.m^-1，平均相对误差为3．4％。     

乌鲁木齐市近30a太阳辐射变化及其成因初探

利用乌鲁木齐市气象站1976—2005年太阳辐射和气象观测资料,分析乌鲁木齐市太阳辐射的变化及其成因。结果是:1990年以前总辐射、直接辐射是减少的,以后是增加的;而散射辐射在1986年之前递增、之后递减。初步认定总云量的减少、低云量的增加以及相对湿度的缓慢下降对太阳辐射变化有重要影响;从太阳辐射变化间接得出:近30a乌鲁木齐市空气污染总体有所减轻。     

基于地面观测与GEWEX-SRB卫星反演新疆维吾尔自治区地面太阳辐射研究

利用世界气候研究计划/全球能量与水循环试验(National Aeronautics and Space Administration/World Climate Research Program,NASA/WCRP)发布的长期地表辐射收支(Global Energy and Water Exchanges-Surface Radiation Budget,GEWEX-SRB)数据产品和中国气象局资料室的地面辐射数据产品,分别获得1984—2007年新疆维吾尔自治区地表全天空向下太阳短波辐射辐照度和地表全天空向下日总辐射曝辐量,对比分析两种数据从而确定卫星数据的精度;在此基础上,进一步分析新疆维吾尔自治区地面太阳辐射的时空分布特征。结果表明:基于GEWEX-SRB卫星观测资料反演的新疆维吾尔自治区太阳辐射明显比地面观测太阳辐射偏高约10%—30%,但两种数据反映的新疆维吾尔自治区太阳辐射的时空分布特征一致。在空间分布上,新疆维吾尔自治区太阳辐射呈明显的经向和纬向分布即太阳辐射由西北向东南方向逐渐递减;在时间分布上,太阳辐射从夏季、春季、秋季至冬季依次减小,从春季到冬季太阳辐射逐步由经向分布向纬向分布转变,夏季太阳辐射变化幅度最大,春季太阳辐射多年变化倾斜率增加最多,冬季太阳辐射多年变化倾斜率增加最少;太阳辐射月变化呈正态分布。     

紫云气象站太阳能资源评估

太阳能资源作为可再生清洁能源,在我国积极应对气候变化,落实国家节能减排要求,推进新能源使用中发挥了重要作用,光伏发电作为新能源在我国得到不断开发利用。该文利用紫云气象站1961—2014年的日照观测资料及2011—2014年太阳辐射观测资料。通过对日照资料及辐射资料变化情况的分析,以及采用气候学方法估算1981年以来的太阳辐射值,对紫云气象站的太阳能资源进行评估。     

中国西北地区大气气溶胶散射光学厚度分析

提出一种利用地方气象台站测得的地表宽谱 ( 0 .3～ 4 μm)逐日太阳辐射日总量资料 (包括太阳总辐射和漫射太阳辐射 )来估算晴空无云天气条件下背景大气中大气气溶胶散射光学厚度的方法 ,这主要是基于地表的太阳总辐射和漫射太阳辐射对大气气溶胶散射光学特性的敏感性。该方法建立在观测数据和模式计算结果相互比较的基础上 ,而不需要知道某地相关的云、臭氧或水汽的探空资料。利用此方法 ,我们使用来自我国西北干旱地区 6个地方气象台站 (兰州、敦煌、民勤、格尔木、乌鲁木齐、喀什 ) 1986— 1992年的逐日太阳总辐射和漫射太阳辐射日总量资料 ,得到了大气气溶胶散射光学厚度在年际和月际间的时空变化特征     

贵州省云与太阳辐射的关系

使用贵阳、威宁１９６０～１９８３、年的云与太阳辐射资料,讨论了云贵高原东侧斜坡地带太阳辐射强度的判别及其原因;并在些基础上根据１９６３～１９８３、年贵阳冬委１０８３个全天层状低云日的一些云宏观特征量昼夜判别的计算,初步估计了太阳辐射对贵州冬季稳定的静止锋地形层云的某些影响。     

邯郸太阳辐射时空分布特征

利用邯郸1980—2017年气象观测资料和河北乐亭太阳辐射观测资料,基于Hybrid radiation模型,估算邯郸近38 a太阳辐射,采用线性倾向率、突变检验、复小波分解等方法,分析邯郸太阳辐射的空间特征、线性趋势、突变和周期。结果表明:邯郸年辐射值为5 000～5 300 MJ/m2,春、夏季太阳辐射约是秋、冬季的2倍,大部分县太阳辐射资源很丰富。邯郸太阳辐射总体呈下降趋势,期间经历了连续减少、稳定维持和缓慢增长3个阶段,近10 a太阳辐射的缓慢增长主要是由春、夏季太阳辐射增加引起的。邯郸春季没有突变点,夏、秋、冬季和年序列的突变点分别为1995、1999、2001和1996年,突变年之后,下降趋势减缓。除春季外,邯郸太阳辐射存在2～4 a显著的短震荡周期。