晴天太阳总辐射的一种参数化形式

根据北京、拉萨等站实测晴天总辐射资料，讨论了应用别尔梁德理论式Ｑ０＝Ｉ０ｓｉｎｈ／１＋ｆｍ作晴天总辐射参数化的可能性。式中除ｆ为参数外，其余符号均属通用。ｆ的参数化形式为ｆ＝０．１８１＋０．０６８８ｌｎ（１＋ｅ），ｅ为水汽压。经灵敏度分析和反演检验证实，该式具有较高的拟合精度（平均相对误差为４．１％）。计算并证实晴天总辐射在自由大气中随气压呈线性变化。最后还讨论了ｆ系数的某些物理、气候特征。     

晴天太阳总辐射的参数化及气候计算

在文献［１］基础上，根据北京、拉萨等站１７３５次实测资料，进一步讨论了应用别尔梁德理论式Ｑｏ＝Ｉｏｓｉｎｈ／１＋ｆｍ作晴天总辐射参数化的可能性。提出了ｆ 的新参数化方案。与原方案相比，保持较高拟合精度外，新方案的普适性更好。按本方案计算的各地晴天总辐射廓线形式，与国内外地面和飞艇探测结果一致。对青藏高原６站所作晴天总辐射气候计算也与实例值相符。     

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。     

地表物理过程参数化方案的研究进展

文章罗列了当前国内外研究的并已得到应用的各种地表物理过程参数化方案，归纳了它们的共同点，从而简述各种方案的土壤热力学和水文学方程的基本原理，并对方案中的几个重要参数化方面，即裸地感热和潜热输送过程，植被作用进行了概括的描述。     

1988年9月张掖地区的太阳辐射状况的初步分析

1988年8～9月,在河西走廊的化音和张掖地区进行了一次预备性观测实验。本文利用预备观测中所取得的少量资料,分析了干旱地区太阳辐射各个分量和太阳分光谱辐射的一些气候学特征。结果表明:该地区秋季大气透明度较好;光资源充足;兰紫光在总辐射中所占比例较大;地表净辐射具有平原地区的特征,其值介于平原与高原地区之间。     

晴天地表总辐射和净辐射瞬时值计算方法

以较为精确的大气辐射传输模式为基础,研制出晴天地表总辐射和净辐射瞬时值的计算方案。与以往的经验计算方法不同,该方案将辐射传输带模式的思路引入地面太阳辐射计算,并尽可能将大气中吸收和散射物质对太阳辐射的影响考虑进去,从而使该方法具有较好的精确性和普适性。在此基础上采用了Kokhanovsky等人提出的大气气溶胶反射率和透过率参数化方案,使得气溶胶对地面总辐射和净辐射的影响得到较好的处理。采用的自变量都是数值预报模式或卫星观测能提供的气象要素,因此该方案即可用于数值预报模式或陆面过程模式计算地表辐射平衡,又可以利用卫星观测或再分析资料估算地面太阳能资源分布。利用美国能源部三个大气辐射观测站点2005年全年的观测资料及欧洲宇航局提供的卫星反演气溶胶资料对计算方案进行了检验。结果表明,该方法十分精确,所有点的平均相对误差都小于6%,误差的均方差都小于0.3 W•m^-2。     

黑河实验区若干下垫面总辐射、地表反射率与太阳高度角的关系

本文利用1991年“黑河实验”期张掖，化音，沙漠站1月、4月、8月、10月太阳辐射观测资料，分析了晴天总辐射、地表反射率与太阳高度角的关系，得到了不同下垫面、不同季节的地表反射率与太阳高度角的函数关系及各站晴天总辐射与太阳高度角的函数关系的拟合公式，并讨论了这种关系在利用卫星观测资料反演地表反射率中的应用．     

两种反演地表净太阳辐射的参数化模式在北京地区的比较

地表净太阳辐射(NSSR)在地表辐射平衡、地-气能量交换、天气预报、气候变化和太阳能利用等研究方面具有重要的作用.利用卫星遥感技术能在广大的空间区域内快速地获取地表净太阳辐射的分布情况,特别是在无人观测的极地和海洋区域.本文基于CERES/SSF卫星数据,分别采用两种地表净太阳辐射(NSSR)的卫星反演参数化模式--Li模式与Masuda模式计算了北京市上甸子地区2005年1、4、7和10月的NSSR,并将反演结果与上甸子大气本底站的实测结果进行了对比分析,并对两种模式进行了修正以更好地反演北京地区的地表净太阳辐射.结果显示:Li模式和Masuda模式反演结果与实测结果间的平均绝对误差在晴空条件下分别为62.2和50.8W/m2,在云天条件下分别为82.1和71.8 W/m2;Li模式相对于Masuda模式具有偏大的趋势,在晴天和云天条件下两者的平均绝对偏差分别为11.5和10.2 W/m2;对Li模式和Masuda模式进行线性拟合回归后能有效减小反演过程中的系统性偏差,修改后的Li模式和Masuda模式在所有天空状况下反演的月平均NSSR值与观测值问的平均绝对误差分别为-1.8和-3.4 W/m2,均方根误差分别为19.6和26.0 W/m2.     

沈阳市太阳辐射状况的初步分析

根据 1993～1998年沈阳市太阳辐射观测记录 ,分析了沈阳市太阳辐射日变化及逐月变化规律及其成因。     

All-Sky Surface Radiation and Clear-Sky Surface Energy Budgets: Summer to Freeze-Up in the Western Maritime Arctic

The 2009 ArcticNet expedition was a field campaign in the Amundsen Gulf–eastern Beaufort Sea region from mid-July to the beginning of November aboard the CCGS Amundsen that provided an opportunity to describe the all-sky surface radiation and the clear-sky surface energy budgets from summer to freeze-up in the data sparse western maritime Arctic. Because the fractional area of open water was generally larger than the fractional area of ice floes, the net radiation at the water surface controlled the radiation budget. Because the water albedo is much less than the albedo of the ice floes, the extent and duration of open water in summer is an important albedo feedback mechanism. From summer to freeze-up, the net all-sky shortwave radiation declined steadily as the solar angle lowered, while coincidently the net all-sky longwave radiation became increasingly negative. The all-sky net surface radiation switched from positive in summer to negative during the freeze-up period. From summer to freeze-up, both upward and downward turbulent heat fluxes occurred. In summer, a positive surface energy budget residual contributed to the melting of ice floes and/or to the warming of the Arctic Ocean's mixed layer. During the freeze-up period, with temperatures below approximately ?5°C, the residuals were mainly negative suggesting that heat loss from the ocean's mixed layer and heat released by the phase change of water were significant components of the energy budget's residual.     

A Study on Parameterization of Surface Albedo over Grassland Surface in the Northern Tibetan Plateau

The relationship of surface albedo with the solar altitude angle and soil moisture is analyzed based on two-year (January 2002 to December 2003) observational data from the AWS (Automatic Weather Station) at MS3478 in the northern Tibetan Plateau during the experimental period of CEOP/CAMP-Tibet (Coordinated Enhanced Observing Period Asia-Australia Monsoon Project on the Tibetan Plateau). As a double-variable (solar altitude angle and soil moisture) function, surface albedo varies inconspicuously with any single factor. By using the method of approximately separating the double-variable function into two, one-factor functions (product and addition), the relationship of albedo with these two factors presents much better. The product and additional empirical formulae of albedo are then preliminarily fitted based on long-term experimental data. By comparison with observed values, it is found that the parameterization formulae fitted by using observational data are mostly reliable and their correlation coefficients are both over 0.6. The empirical formulae of albedo though, for the northern Tibetan Plateau, need to be tested by much more representative observational data with the help of numerical models and the retrieval of remote sensing data. It is practical until it is changed into effective parameterization formulae representing a grid scale in models.     

基于卫星遥感的新疆地表太阳总辐射估算

为了实现地表太阳总辐射合理的精细化模拟,本文尝试将天文辐射分布式理论模型和总辐射气候学经验模型相结合,引入重采样后的FY-2G卫星遥感总云量资料,建立了基于卫星遥感数据的地表太阳总辐射估算模型,并以气象站点稀疏的新疆为例,完成年、季地表太阳总辐射的精细化空间模拟,同时对模拟结果进行分析和检验。结果表明:(1)新疆区域年天文辐射量由南向北递减,大致以天山为界,天山以南区域的年天文辐射量高于10 000 MJ·m^-2,天山以北低于9750 MJ·m^-2,三大山脉对天文辐射的影响非常明显;(2)基于条带状重采样后的FY-2G总云量建立的日照百分率模型,其模拟的新疆区域平均绝对误差14.4%,且空间分布更加客观;(3)新疆"单站单月式"地表太阳总辐射气候学估算模型中,相关系数在夏半年较高,冬半年略有下降,且a、b系数的互补关系较为稳定;(4)从地表太阳总辐射检验结果来看,全区地表太阳总辐射的均方根误差年平均3.08 MJ·m^-2,模拟结果夏半年好于冬半年,南疆好于北疆,其中乌鲁木齐误差最大;(5)新疆年地表太阳总辐射整体表现为由西北向东南逐渐增加的空间分布,南疆盆地的总辐射量高于北疆盆地,天山山区西部为低值中心,而春、夏季总辐射由西向东呈经向分布,秋、冬季则呈纬向分布。     

北京地区太阳紫外辐射的观测与分析研究

利用北京地区太阳辐射和其它常规气象观测资料，得到了到达地面的太阳紫外辐射的计算公式，并将计算值与观测值进行了比较，两者吻合得比较好。最后给出了北京地区地面太阳紫外总辐射的变化趋势，计算结果表明，地面太阳紫外总辐射对大气浑浊度的变化比对大气臭氧总量的变化敏感得多。     

我国散射辐射的气候计算方法及其分布特征

使用全国６４个日射站的散射辐射资料，首先计算与建立了各地１月、４月、７月和１０月的月散射辐射值与总云量、日照百分率之间的相关系数与经验关系式，并对经验关系式进行了方差检验。该经验关系式为：Ｄ＝Ｑ０（ｓ１＋０．０１）（ａ＋ｂＮ）。应用该经验关系式和２００多个地面气象站的资料，计算了各地的１月、４月、７月和１０月的散射辐射值。最后对我国四季散射辐射的分布及其年变化作简要的分析。     

福建省散射辐射的计算方法及其分布特征

提出了综合考虑日照百分率和总云量来计算散射辐射的公式。将散射辐射Ｄ除以日照百分率Ｓ１，称其为净散射辐射。同时求出各月及年的净散射辐射与当地天文辐射的比值和总云量的相关系数ｒ。各月与年的相关系数均为正值，且ｒ均大于ｒ０．０１。在此基础上建立计算散射辐射的经验公式：Ｄ＝Ｓ１Ｑｏｅ＾ａ＋ｂＮ，式中Ｄ为散射辐射；Ｓ１为日照百分率；Ｑｏ为天文辐射；Ｎ为总云量；ａ和ｂ为经验系数。使用该经验公式求得福建省所有市     

广西太阳总辐射的计算及分布特征

利用桂林、南宁、贵阳、海口1961～2000年逐旬太阳总辐射和日照百分率资料,建立精度较高的回归方程,推算出广西各地逐旬太阳总辐射,并分析了广西四季及年太阳总辐射的空间分布特征,对研究广西太阳总辐射及其对广西气候的影响有指导意义。     

1993—2013年中国地面太阳辐射的变化特征

根据1993—2013年中国15个省份16个站点的辐射观测数据,采用线性倾向估计分析了近20年来中国不同地区的地面太阳辐射的变化特征,并分析了散射系数（散射辐射和直接辐射之比）的变化情况。结果表明：1993—2013年间地面太阳总辐射在西部和东北地区呈上升趋势,在中部和东部地区呈下降趋势。直接辐射在中部地区呈上升趋势,在其他地区表现为下降趋势。散射辐射和散射系数除了新疆的乌鲁木齐和甘肃的兰州减小外,在所有地区几乎都呈上升趋势。散射辐射最大在东南沿海地区,最小在西北（新疆的乌鲁木齐）,但是散射系数在中东部地区相对较大。     

从全波段太阳直射辐射确定大气气溶胶光学厚度 I. 理论

本文提出了从全波段太阳直射辐射信息确定0.7μm波长大气柱气溶胶光学厚度的一种新方法。数值试验表明，对各类气溶胶谱分布，在水汽含量±0.2cm的误差、臭氧总量±0.1cm的误差、太阳直射辐射的±1%的观测误差以及太阳常数的±2%误差范围内，对小于0.1的0.7μm波长气溶胶光学厚度，它的解误差一般小于0.017，对大于0.1并小于0.6的光学厚度，它的解误差一般小于10%。     

Interannual and Decadal Variations of Surface Solar Radiation over East China in the First Half of the 20th Century

Variability and long-term trends of sunshine duration(SSD) and total cloud cover(TCC) were studied based on surface observations from 10 meteorological stations over East China in the first half of the 20 th century. The correlation coefficients between SSD and diurnal temperature range(DTR), as well as TCC, were analyzed. SSD experienced a significant increasing trend(0.16 h d-1 per decade) from 1908 to 1936, and the maximum brightening was in autumn(0.33 h d-1 per decade). The good agreement between the variability of SSD and DTR, supported by the correlation coefficient between them of 0.72, implies that the SSD measurements were reliable. TCC showed a decreasing trend(-0.93% per decade) and was significantly inversely related to SSD(-0.74), indicating the variation of SSD was attributable to changes in cloud cover. The result was obviously different to that since the 1960 s, when clouds could not account for the decadal trend of surface solar radiation in China.