太阳辐射能特征及应用

本文首次对黑河市太阳辐射能、太阳高度角变化进行特征分析，总结了以有的试验成果．     

干旱半干旱区太阳辐射特征

Climatic characteristics of broadband solar radiation （Rs） in Chinese arid and semi-arid areas are reported in this study. The annual average daily Rs in the arid and semi-arid areas is 16.3 ±5.77 and 15.3 ± 5.16 MJ m^-2 d^-1, respectively. The highest value （17.2 ± 5.84 MJ m^-2 d^-1） appears in an arid area at Linze. The lowest value appears in the semi-arid area of Ansai. Pronounced seasonal variation of Rs is observed with the highest value in summer and the lowest in winter. The clearness index showed similar seasonal pattern at most sites, with the minimum observed in the summer and the highest values in winter at both arid and semi-arid areas. The seasonal variation of the ratio of Rs to its extraterrestrial value Kt in the arid area is more significant than that observed in the semi-arid region, and it is caused by the different range of variation of water vapor between arid and semi-arid areas. The seasonal fluctuations in Rs and Kt are mainly controlled by the water vapor content in these areas. The aerosol particles have significant influence on Rs and Kt at stations with higher aerosol burden.     

青海高原太阳辐射时空分布特征

对西宁莫家泉湾和玉树辐射观测站的资料分别进行了订正和插补,对青海省太阳辐射的空间分布、年际变化进行了系统研究。结果表明：青海省年总辐射量高,总的分布趋势西高东低;20世纪70年代是总辐射高值时期,而80年代处于明显的低值时期,80年代末期至90年代初期有所回升,但90年代中期后处于下降状态。70年代的高值期和80年代低值期的出现与该时段青海省云雨状况和全球重大火山喷发事件密切相关,火山喷发是导致80年代总辐射量减少的重要原因。     

黄土高原地区太阳辐射时空演变特征

利用太阳总辐射和日照时数等资料,获得了计算黄土高原地区日太阳总辐射的统一公式,并进而计算和分析了该区39个站点1961～2000年共40年的月、季、年太阳总辐射的时间序列和空间趋势特征.结果表明,在研究时段内,黄土高原地区年太阳总辐射均值呈明显减少趋势,全区平均每10年减少81.7 MJ·m-2.夏季和冬季太阳辐射减少趋势尤为明显,春秋季下降趋势较微弱;年太阳总辐射仅在陕北、晋北和陇东等个别台站呈微弱增加趋势,其余大部分地区均呈减少趋势,其中山西大部、内蒙南部和河南北部减少趋势最明显.     

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。     

乌鲁木齐市晴天太阳辐射变化特征

利用乌鲁木齐市1976年以来晴天条件下的太阳总辐射实际值与理论值之差,分析太阳总辐射的变化和主要影响因子。分析得出:冬季太阳总辐射减少量最多,夏季最少,且各月减少量的变化与采暖期煤烟型污染物的释放有很好的对应关系。4—9月减少量约10%,3月和10月为15%左右,2月和11月为25%左右,1月和12月达到高峰为35%左右;采暖期晴天太阳总辐射30%的减少量中有20%是由煤烟型污染物影响造成的,10%是由常年不变的污染源和大气共同作用造成的;年太阳总辐射减少量与冬半年(采暖期)太阳总辐射减少量的变化趋势和波动是完全一致的,1976年至1998年是上升的趋势,1998年后是下降的趋势;该市近几年煤烟型污染物变化趋势与太阳辐射减少量的变化趋势基本一致。     

浙江省太阳辐射计算及分布特征

太阳辐射是重要的农业资源和立地环境,目前主要依靠公式计算获取,因此选择适当的计算方法是必要的。论文通过比较国内外5种太阳总辐射气候学计算结果与太阳辐射观测值,其方差平均值大小顺序为：孙治安经验公式〈朱志辉经验公式〈左大康经验公式〈翁笃鸣经验公式〈埃斯屈朗方程,因此选择孙治安经验公式Q=Qn[c＋（1-c）s]为浙江省太阳总辐射的最佳计算公式。分析计算结果表明,浙江省年太阳总辐射在4332．19～4870．66MJ·m-2之间,东部沿海多,北部、西部少;多年平均年变化值呈双峰型变化,7月最大,12月或1月最小,6月份为一相对低值;以杭州站为代表分析其气候变化,发现太阳总辐射平均每10a下降20MJ·m-2。浙江省年光合有效辐射在2060．16—2310．07MJ·m-2之间;多年平均年变化呈单峰型或弱双峰型变化,分布特征与太阳总辐射类似,年际间光合有效辐射波动较小,趋势变化持平。     

热带西太平洋太阳辐射通量的变化特征

海气关系即两者相互作用是当今海洋、气象科学研究的重大项目之一。如影响我国天气、气候变化的南方涛动和厄尔尼诺等现象即是研究的重点。西太平洋海域是台风和厄尔尼诺的发源地,因此对这一特定地区的研究更具有重要意义。这次(1987年10月)就中美西太平洋海洋大气联合考察之机,进行辐射观测,取得了宝贵的资料。经整理,现对赤道海域的太阳辐射几个分量的分布特征进行分析,又对船舶观测及仪器安装提出建议,最后得出几点有益的结论。     

农桐间作田的太阳辐射分布特征探讨

以试验区实测资料为基础，根据泡桐的树形特征和太阳辐射在树冠中的传播特性，建立了晴、昙、阴不同天气条件下各种密度农桐间作田内太阳辐射的分布模式，较好地体现了间作地辐射日变化趋势。并分析了影响辐射分布的因素，为配置合理的间作模式提供依据。     

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。     

粤西北地区太阳辐射的时空分布特征

根据连南、连州、连山、阳山4个气象观测站1970～2009年的日照资料,采用杜尧东等人研究出的计算公式Q=Qo（a＋bs）,计算分析了粤西北地区太阳辐射的时空分布特征。结果表明,粤西北地区年平均太阳总辐射量为3873．75MJ·m-2,最大区域在阳山为4031．00MJ·m-2,最小区域在连山为3768．01MJ·m-2。太阳辐射量自北向南和自西向东逐渐增多;线性变化趋势不明显,连山的年际变化最大,阳山的年际变化最小。1970—2009年总体上是减少一增多的变化过程,粤西北地区年太阳辐射普遍存在17年周期和3～4年周期;月平均太阳辐射量呈单峰型,在7月份达到峰值,2月份达到最低值。太阳辐射年际变动大的月份主要在3月,年际变动小的月份主要在9月。夏季有全年最大的太阳辐射,其次是秋季,春季有最小的太阳辐射;春季太阳辐射量存在28—30年周期（20世纪70年代到21世纪）,夏季太阳辐射量存在18—25年周期,秋季太阳辐射量存在4—6年周期,冬季则存在明显2—3年周期。4季太阳辐射最大区域均在阳山,而春、秋、冬3季最小区域均在连州,夏季最小区域在连山。4季太阳辐射量均是自北向南逐渐增多。     

太阳辐射日变化对夏季风模拟特征的影响

利用６０°Ｓ－６０°Ｎ范围，有海气耦合但无海流的七层原始方程模式，做了有无太阳辐射日变化的对比试验。结果表明：准定常的平均季风系统的形势受太阳辐射日变化的影响不明显，其主要的影响可能来自海陆和地形分布。但是模式中包含太阳辐射日变化后，大气上下层季风系统强度的模拟得到了改善。太阳辐射日变化在很大程度上影响降水的分布形势，在没有太阳辐射日变化的试验中，大陆内部的降水大大减少，而沿海地区的降水增加。土壤温度和湿度的变化与降水变化对应良好。降水增加和减少的地区呈波状分布。至于对季风发展的影响，结果表明在季风发展的初期，太阳辐射日变化可加快其发展。因此，太阳辐射日变化的引入，可使平衡态较早达到     

近54年艾比湖绿洲太阳辐射变化特征

太阳辐射是最基本、最重要的能量来源,分析其变化对区域气候特色和农业发展有着重要的作用。本文利用1961—2013年艾比湖绿洲地区4个气象站点气象资料,采用最小二乘分析法、距平分析法、Mann-Kendall趋势分析法和小波分析等方法,分析了艾比湖绿州地区太阳辐射的年际变化趋势。研究结果表明:(1)该地区年辐射量总体呈现下降趋势,相对变化幅度为1.28,波动相较平稳。年内辐射量主要集中在5—8月,占全年的52%,呈正态分布状态,年内各月都呈下降趋势,其中7月的下降速率最大。(2)艾比湖绿洲的总辐射量主要集中在春夏两季,且4个季节的变化趋势基本相同,均出现了从"变亮"到"变暗"的交替过程。通过检验阈值在99%的水平下显示,辐射量在1986年出现突变。全年总辐射量的变动与四季变化趋势基本相同。(3)对于21a、10a和7a周期变化都存在着相对"亮期"和相对"暗期",但振荡周期不同。     

近44年四川太阳辐射时空变化特征

利用四川144个气象站1971~2014年的逐月日照时数数据和四川6个辐射站的逐月太阳总辐射数据,以气候学模拟的方法,计算了四川144个气象站的逐月太阳总辐射值。基于44年四川太阳辐射的平均分布和EOF分析的第一模态,将四川分成3个区域,并研究了四川太阳辐射的时空变化。结果表明:(1)四川年太阳总辐射从东南往西北随海拔升高呈阶梯式增加,结合年太阳总辐射EOF第一模态可把四川分为3个区域,分别是川西高原、攀西地区和四川盆地;(2)川西高原年总辐射随时间呈先下降后趋于平稳的变化,攀西地区年总辐射随时间的变化是先下降后上升,四川盆地总辐射变化不大,有缓慢下降趋势;(3)20世纪70年代四川大部分地区太阳总辐射是正距平,80年代除川西高原和雅安地区外基本是负距平,90年代是负距平,2001~2014年除攀西地区外基本是负距平。     

珠穆朗玛峰北坡山谷太阳辐射和大气的特征与分析

2006年5月27日～6月30日HEST2006大气科学实验对珠峰北坡山谷的辐射(总辐射、净辐射)和温、湿度、风等进行了综合观测.沿珠峰北坡山谷布设了3个观测站,3个测站的辐射、温度、风都表现出明显的日变化规律,它们在08:00或09:00(地方时,下同)达到极大值.3个测站总辐射和净辐射的日变化都七匕较一致.从日变化最大值出现的时间来看,各站的辐射通量早于气温,气温早于风速.3个测站中任意2站之间辐射(总辐射、净辐射)最大值之比与温度和风速最大值之比均比较接近.因辐射状况、地形结构、大气温度等不同,远离珠峰区域的风一天之内多次改变风向,靠近珠峰区域则24h都为南风.珠峰北坡山谷不同区域风向风速变化存在明显时差,南风强于北风,且持续时间长.研究表明,辐射能量对于珠峰北坡大气运动具有重要的驱动作用,是控制和改变其大气运动方式最基本、最重要的因子.净辐射在不同区域风向转变或风速变化过程中起着决定性的作用.     

延安冬季太阳辐射特征及对设施农业的影响

设施农业是延安农业三大主导产业之一,日光温室是主要生产设施,光是最直接的影响因子。通过对1990年以来的光照分析,延安冬季辐射呈递增趋势,12—2月中旬日总辐射约8 M J/m2。观测统计,延安日光温室的透光率40%~67%,南部大于北部,平均透光率约为60%。光照可满足强光蔬菜的种植要求,但光照不能满足棚内温度达到适宜生长范围,使温度成为影响蔬菜产量和品质主要因素。     

成都市太阳辐射时间变化特征及对气候因子的影响

基于成都市1991至2020 年太阳总辐射、直接辐射、散射辐射、气温、蒸发、日照时数等气象资料,采用线性趋势、Maan-KendaⅡ等方法研究太阳辐射的年、月、日变化特征,以及太阳总辐射的变化对气温、蒸发等气候因子的影响。结果表明：太阳总辐射、直接辐射逐年增多趋势明显,线性倾向率分别为29.69、20.25 MJ·m-2/a;太阳总辐射2010 年出现突变,突变年后较突变年前年平均太阳总辐射增多497.22 MJ·m-2。散射系数呈逐年减小趋势,线性倾向率为每10 年减少0.6。太阳总辐射与气温、蒸发、日照时数呈正相关,均通过显著性检验。太阳总辐射每增加10 MJ·m-2/a,年平均气温升高0.006℃,日照时数增加1.7 h,蒸发量增大1.2 mm。对太阳辐射增加的原因分析,人类活动造成的气溶胶含量减少可能是太阳辐射增加的一个原因。     

43a来我国城市气候和太阳辐射的变化特征

利用1961-2003年气候观测资料和辐射资料,综合分析了我国10个城市43a的云量、日照百分率、相对湿度、气温、降水以及到达地面的太阳辐射等要素的变化趋势。结果表明：（1）43a来10个城市中,多数城市的总云量减少而低云量增加;（2）各城市的日照百分率呈减少趋势;除乌鲁木齐外,其他城市相对湿度呈减小趋势;各地气温都有所升高;降水量变化的地区性差别较大而总体上变化幅度不明显;（3）除昆明外,各地太阳总辐射呈下降趋势,且总辐射减少主要是由直接辐射减少引起的。由此揭示,43a来我国城市正经历着以变暖变干为主的气候变化过程,人类活动特别是工业化和城市化进程,对气候系统产生了重要影响。