总日射表热偏移订正方法研究进展

准确的太阳总辐射测量对于校准卫星观测数据、验证辐射传输模式以及研究气候变化、定量评估太阳能资源是非常重要的。由于大部分总日射表采用热电堆原理制成,环境热噪声不可避免地影响了总日射表的测量精度,造成"热偏移"误差。近年来随着气候变化研究的深入开展,对于地面观测辐射的精度要求越来越高,有关总日射表热偏移物理机制及其订正方法的研究引起了国内外诸多学者的关注。该文综述了国内外有关研究进展:①总日射表热偏移的提出;②总日射表热偏移特征及其物理机制;③总日射表热偏移订正方法。并对存在的问题进行适当的评述,从而为我国的国产总辐射表热偏移物理机制及其订正方法的研究工作提供一定的参考和启示。     

PSP总日射表灵敏度系数的热偏移订正方法

PSP总日射表在我国一直作为标准总日射表和质量优良的辐射仪器在使用,2006年以前还曾作为国家散射标准,在太阳辐射量值传递中测量标准散射辐射,通过成分和法计算标准总日射辐照度。总日射表的校准在晴天条件下进行,此时天空无云,由于热偏移为负值,导致对短波灵敏度系数被低估。2011年10月14日—11月15日在北京密云上甸子大气本底站进行了对比观测试验,通过对不同总日射表热偏移订正方法的试验与研究,进行了5种热偏移订正方法的比较。通过订正,在用于室外成分和法校准时,PSP表的灵敏度系数的准确度可提高1%,进而提高总辐射的测量准确度。     

和静县太阳总辐射计算及太阳能资源评估

基于焉耆国家基准气候站1993-2012年逐月太阳总辐射和日照观测资料以及和静、巴音布鲁克1961-2012年月日照百分率资料,建立回归分析方程,推算和静县山区及平原地区逐月的太阳总辐射,对比分析了和静县山区及平原地区太阳总辐射变化特征,从太阳能资源丰富度、资源稳定性及可利用价值等方面对和静县太阳能资源状况进行评估。结果表明：1961-2012年和静县平原及山区太阳总辐射均呈减少的趋势,平原地区7月太阳总辐射最多,山区5月最多,最少值均出现在1月;平原地区属太阳能资源很丰富区,山区为丰富区;平原地区及山区太阳能资源均较稳定;平原地区年平均可利用太阳辐射的天数为286 d,山区为267 d;平原和山区一天中上午和中午是最有利的利用时段。     

江苏省太阳能资源评估

采用1：25万DEM数据和常规气象站观测资料,实现了江苏省100mX100m分辨率太阳总辐射量分布式模拟,并分析了江苏省太阳总辐射量的时空分布规律。结果表明：江苏省气候平均太阳总辐射量为4749MJ／m2,呈现由西南向东北递增的特点,连云港市最高（5063MJ／m2）,无锡市最低（4514MJ／m2）。太阳总辐射量在年内变化特点为,5月最高,12月最低。结合常规气象站日照时数观测资料,从年日照时数、年日照时数i〉6h的天数以及日照时数〉16h的最多天数月份与最少天数月份的天数的比值分析了江苏省太阳能资源的稳定度特征,其总体规律依然是西南至东北走向,即江苏省东北部地区太阳能资源开发利用优势最高。     

四川省太阳能资源气候学计算

利用SMARTS模式计算晴天总辐射,充分考虑大气对太阳辐射的削弱作用和海拔高度的影响,以四川省为例,建立了复杂自然环境条件下基于日照百分率的太阳能资源气候学计算方程。该方法不仅物理意义明确,而且计算结果误差明显降低;与实测值相比,7个辐射站年地面太阳总辐射曝辐量的相对误差均低于7%;与初始值采用天文辐射曝辐量的方法相比,无论是相对误差值还是离散程度,均降低一半以上。该方法较好地解决了在一个地形复杂、气候多变的区域采用同一计算方程的难题,从而有效避免了过去采用分区方法带来的边界不连续问题,对我国东西高差大、干湿变化明显的特殊情况具有应用价值。     

吉林省太阳能资源及其利用区划的探讨

本文利用1961-2006年长春和延吉两站逐月的太阳辐射资料、全省各个气象站同期的日照百分率和水汽压资料,以及吉林省各地的海拔高度和经纬度资料,计算了全省各地各月及年的太阳总辐射值。利用太阳总辐射计算值分析了全省太阳总辐射的时空分布特征,并对太阳能资源进行区划。分析得出,吉林省月、年平均太阳总辐射呈逐年减少的变化趋势;年太阳总辐射基本呈东少西多的空间分布特征;在太阳能资源区划中,白城市、松原市、四平市、长春市西部、通化市西北部以及白山市大部太阳能资源属于三级,长春市北部和东部、辽源市大部、吉林市、通化市大部、白山市北部和延边州大部属于四级。     

总辐射表灵敏度变化对观测质量的影响

总辐射表灵敏度变化对观测质量的影响姚文军（山东省莒县国家基准气候站,２７６５００）在进行太阳总辐射观测和辐射观测质量控制中,总辐射表（简称总表）灵敏度是一个重要的参数。如果不给以足够的重视,容易造成灵敏度的错误,从而对辐射资料的准确性产生较大的影响。...     

辽宁省太阳能资源分布及区划初探

根据1971—2006年沈阳、大连和朝阳太阳辐射观测站历年逐月太阳总辐射和日照百分率实测资料,应用统计方法计算辽宁无辐射观测地区的太阳总辐射量,进而了解辽宁省太阳能资源分布情况。结果表明:辽西和沿海地区及长山群岛太阳能资源较好,辽北次之,东部山区较差;春夏季较好,秋冬季较差,5月最好,12月最差。太阳能资源历年变化相对平稳,各年代呈小幅度波动,其中20世纪80年代偏小、90年代偏大,近几年回落。根据各地太阳总辐射年总量,将太阳能资源定为4级评估指标,并将辽宁省太阳能资源划分为丰富、较丰富、一般和贫乏4个区域。     

1961-2010年黑龙江省太阳能资源特征分析与评估

利用1961-2010年黑龙江省5个辐射站和32个地面基准站资料,分析黑龙江省太阳能资源的时空分布特征,并从太阳能资源丰富度及资源稳定性等方面进行资源评估。结果表明：黑龙江省年均太阳总辐射显著减少,1月和12月减少最明显,20世纪70年代太阳辐射最强,80年代最弱;总辐射和日照时数的空间分布呈西丰(多)东贫(少)的趋势。全省太阳能资源的稳定性较高,其中松嫩平原西部的太阳能资源最丰富、稳定性最高,适合集中建设大型太阳能电站。     

湛江太阳能资源与太阳能热水器利用气候评价

从日照时数、气温、天空状况等方面分析了湛江太阳辐能资源的时空分布及其特点,指出湛江具有光照时间长、气候环境温度高、天空状况良好等自然气候条件,太阳能资源丰富,热状况优越,太阳能利用具有极大的发展空间。根据湛江市每年能接收的太阳能达5.737×1013kJ,太阳辐射总量达到4 600 M J/m2,日照时数平均值为1 935 h,建议应发挥资源优势,积极开发利用优厚的太阳能资源。湛江市人口约700万,按70万户算,如果50%户安装太阳能热水器,每户使用4 m2集热器,每年至少可节约9.8×108kW h的电量,节约标准煤7×108kg。     

新疆太阳辐射特征及其太阳能资源状况

对新疆地区太阳能资源分布和利用现状进行了较为详细地调查和分析,结合新疆地区太阳能资源开发利用存在的主要问题提出了太阳能开发利用的若干适宜途径和符合区情的太阳能资源开发利用的对策及建议。     

山西省太阳能资源时空分布特征及利用潜力评估

按照中国气象局发布的太阳能资源评估方法,利用山西省近30 a 3个辐射观测站的太阳总辐射资料和105个站的日照资料,采用气候学方法计算了山西省的太阳总辐射,在分析山西省太阳总辐射的空间分布和时间演变特征的基础上,计算了山西省太阳能资源的各种参数,对区域太阳能资源潜力进行了客观评估。结果表明山西省太阳能资源储备丰富、稳定、可开发利用日数较多,特别是山西北部地区,尤其适合进行太阳能资源开发利用。     

粤东地区太阳能资源及其利用气候分析

利用1971～2000年广东省汕头站日射观测资料,计算了粤东地区太阳总辐射,从太阳总辐射、气温、天空状况等方面分析了粤东地区太阳能资源的时空分布及其特点.指出粤东地区具有太阳总辐射量大、气候环境温度高,天空状况良好等自然气候条件,太阳能资源丰富,热状况优越,太阳能利用具有极大的发展空间.     

南极中山站国产地面太阳辐射观测系统运行评估

对2017年国产地面太阳辐射观测系统在南极中山站运行状况进行评估,结果表明:FS-6A日射表夜间热偏移平均绝对值低于3 W·m-2,通风加热器的加热效应在一定程度上影响了该日射表夜间热偏移,表现在夜间热偏移与近地面风速相关关系降低。与二等标准日射表CM22测值相比,全云天FS-6A日射表测值较CM22日射表偏低,辐照度在约500 W·m-2时低6 W·m-2或-1%,太阳天顶角θ≤86°时绝对(相对)差值平均值小于2.6 W·m-2(小于4.0%)。晴天FS-6A总辐射测值与(投射到水平面)直射辐射和散射辐射之和一致性较好,根据本底地面辐射观测站网(BSRN)设定的总辐射与直射和散射之和的差值阈值,θ＜80°时满足阈值(小于2%或小于15 W·m-2)比率为80%以上,而θ≥80°时四象限跟踪太阳模式下满足阈值(小于3.5%或小于20 W·m-2)的比率仅为44%。晴天总辐射、直射辐射、散射辐射测值与参数化模式模拟的辐射值可比性和一致性高、相关系数均大于0.95,但随着太阳辐照度增加,总辐射、直射辐射、散射辐射测值均高于模拟值。     

博州地区196 1—2006年太阳能资源的分析评估

根据太阳总辐射估算模型Q=Q0（a＋bS1）按月确定了博州地区邻近站伊宁的a、b系数,将其对应于博州地区4个站点1961～2006年逐月太阳辐射的计算,据此分析了全地区太阳总辐射的时空分布状况,并对太阳能资源按行业标准进行了评估。结果表明,46a来博州地区的太阳总辐射呈明显下降趋势,整体上冬季减少的贡献率最大;太阳总辐射与总、低云量、相对湿度、雨雪日数具有较好的相关性;造成博州地区太阳总辐射呈下降趋势的重要气候原因是：平均总、低云量,相对湿度,雨雪日数增加的综合作用;博州地区的太阳能资源较丰富,其开发利用的．综合条件较好。     

韶关地区太阳能资源分析与评估

根据1981-2015年广州、韶关等9站气象观测资料,采用气候学统计、线性趋势分析和有关行业标准等,对韶关地区太阳能资源分布特征进行了分析评估。结果表明:近35年来,韶关地区属于太阳能资源丰富区,年太阳总辐射的线性变化趋势不显著;夏季辐射丰富,冬季偏少;月平均总辐射7月最多,2月最少;年总辐射仁化最多,乐昌最少。年日照时数的线性变化趋势也不显著;夏季日照时数多,春季的少;月平均日照时数7月最多,3月最少;年日照时数也是仁化最多,乐昌最少。日照时数6 h的平均天数为139.6天,太阳能资源利用价值一般,但7-12月太阳能资源利用价值较高。月最大日照时数7月6 h的天数为18.2天,是月最小日照时数3月的3.96倍,太阳能资源较稳定,可进行太阳能资源的开发利用。     

洛阳地区太阳能资源分析与评估

根据1981—2010年郑州辐射站太阳辐射和日照资料、洛阳地区9个气象观测站日照资料,采用气候学计算、线性趋势分析等方法和资源丰富程度、利用价值、稳定程度等指标,对洛阳地区太阳能资源进行了计算、分析和评估。结果表明:洛阳地区多年平均总辐射为4842.4MJ·m-2·a-1,总体呈显著减少趋势,减少速率为每年1.4MJ·m-2。夏季辐射丰富,冬季偏少,夏季总辐射量是冬季的2倍;月平均总辐射5月最多(569.7MJ·m-2),12月最少(241.9MJ·m-2);年总辐射孟津最高,为4922.8MJ·m-2·a-1,宜阳最少,为4681.1MJ·m-2·a-1。多年平均日照时数为2064.7h,总体呈显著减少趋势。春季日照时数多,冬季少,春季日照时数比冬季多33.37%;月平均日照时数5月最多(217.3h),2月最少(138.2h);年日照时数孟津最多(2144.9h),宜阳最少(1909.2h)。洛阳各地属太阳能资源丰富区,利用价值较高,各月日照时数6h的天数为9.8~18.1天,全年为162.7~185.3天;太阳能资源也比较稳定,月最大日照时数12月6h的天数为16.9天,是月最小日照时数7月的1.48倍,12月至次年1月不利于太阳能利用。     

北京太阳能气象指数预报研究与应用

利用统计方法制作出逐日太阳能的短期预报模型,并将其预报产品指数化,编制了日太阳能指数预报系统,可逐日制作并发布次日的太阳能指数预报,有利于充分利用太阳能,节约电能,最大程度发挥效益。