太阳辐射经验系数插值方法的比较

利用江苏省南京、吕泗、淮安3个日射站以及周边省市共10个日射站逐月日照百分率资料和太阳总辐射资料,利用最小二乘法拟合经验系数a、b,并利用除南京、吕泗2个日射站以外的8个日射站的经验系数a、b,采用多种插值方法计算江苏省70个站的经验系数a、b,并据此求出70个站点逐月太阳总辐射值并分析其分布特征。结果表明：采用反距离权重插值法得到的经验系数a、b,误差最小。结论可为求解江苏省各地太阳总辐射提供科学参考。     

河北省太阳总辐射经验系数两种气候学计算方法的比较分析

利用河北省周边8个日射站逐月日照百分率资料和太阳总辐射资料,采用最小二乘法拟合经验系数a、b,然后分别通过纬度分区和反距离权重插值两种方法得到河北省142个测站的经验系数a、b,并据此求出河北省内四个具有辐射观测数据台站的总辐射值,对比分析了实测值与不同经验系数下总辐射估算值之间的差异。结果表明：纬度分区和反距离权重插值两种方法所建立的太阳总辐射量估算公式的模拟精度总体差别不大,但采用纬度分区法所得的经验系数,在计算太阳辐射年总量时与实际观测值更为接近,因此建议采用纬度分区法计算河北省各地太阳总辐射量。     

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。     

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。     

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。     

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。     

晴天地表太阳辐射的参数化

讨论了晴天地表太阳总辐射和地表太阳净辐射瞬时值的参数化方法。首先利用辐射传输模式和中纬度夏季标准大气廓线,分谱带计算晴天各种大气条件下地表反射率取定值时的地表太阳总辐射,并把所得的结果作为标准资料,提出参数化方案。然后将地表反射率的影响作为误差项进行订正,从而得到各种地表反射率条件下的晴天地表太阳净辐射的计算方法。该方法的拟合精度较高,拟合值与辐射模式标准值的平均相对误差在0.3%以下。该参数化公式可以用于大尺度数值模式中地表辐射平衡的计算,以期达到地表辐射平衡计算与模式积分同步进行的目的。     

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。     

我国太阳总辐射气候学计算方法的再讨论

根据我国建站时间在30a以上的辐射资料以及对应的地面站日照资料，在分析太阳总辐射统计特征的基础上，讨论了总辐射气候学计算公式中a、b系数的地理分布和季节变化特征，分析了辐射气候学计算的可能误差，得到了用日照资料估算总辐射的误差范围。结果表明，太阳总辐射月总量接近正态分布特征；总辐射气候学计算公式中的a、b系数具有较明显的时空变化特征，需按不同月份确立；通过逐年观测资料计算各基本站a、b系数，再由内插求得无辐射资料测站的a、b系数，进而计算无辐射资料站的辐射总量，其误差在可接受的范围内。     

江苏省太阳总辐射的分布特征

利用江苏省淮安、南京、吕泗3站的逐月太阳总辐射资料和70个气象站的月日照百分率资料,采用气候学计算方法,计算并分析了全省各地逐月的太阳总辐射分布,指出江苏省太阳总辐射的季节分布特征是冬少夏多,春秋适量;太阳总辐射区域分布是北多南少;太阳总辐射的年变化呈现明显的双峰型分布,最大峰值分别出现在5月和7月下旬—8月上旬,6月下旬—7月上旬出现一个相对低谷阶段,恰好与江淮梅雨期多阴雨天气相对应。本文的结论为江苏省太阳能资源的开发利用提供了科学依据。     

几种水平面太阳总辐射量计算模型的对比分析

利用中国区域1961-1999年39 a间98个常规气象观测数据,建立6个模型分别以天文辐射、干洁大气总辐射和湿洁大气总辐射为起始数据,进行太阳辐射日总量的模拟,对比分析了6个水平面太阳总辐射量计算模型的性能.结果表明:在三种起始数据中,干洁大气总辐射和湿洁大气总辐射均能较好地体现宏观地势对太阳辐射空间分布的影响,以湿洁大气总辐射为起始数据的计算模型拟合精度相对较高.对6个水平面太阳总辐射量计算模型的对比分析发现:2个以日照百分率为主导因子,气温日较差为修正项的综合模型拟合误差最小,精度最高;经典的日照百分率模型次之,但其模型系数最稳定可靠;3个气温日较差模型拟合效果最差.最终选用经验系数稳定、拟合精度较高的日照百分率模型,制作了2001年中国水平面太阳辐射日总量空间分布图.     

中国不同时间尺度地表太阳总辐射估算研究

利用全国95个气象站点逐日地表太阳总辐射和日照时数资料,通过最小二乘法拟合回归建立地表太阳总辐射气候学计算模型。通过对比分析以日值和月值为起点的地表太阳总辐射计算模型的精度,确定了全国不同省份和区域的不同时间尺度（月、季节、生长季和年）地表太阳总辐射计算模型,并探讨了经验系数a、b值的分布及变化特征。结果表明,以日值和月值为起点建立的月、四季、生长季和年地表太阳总辐射计算模型精度无显著性差异,相对误差均低于8.5%,但以日值为起点的计算模型a、b值变异性更小。在以日值为起点建立计算模型的前提下,全国各地a、b值自西北部向南部减小,且从四季到生长季再到年尺度,随着时间尺度增大,a、b值振幅减小。根据不同省份年地表太阳总辐射计算模型经验系数a、b值,全国可划分为新甘蒙地区、青藏高原地区和中东部地区3个区域,分别确定了每个区域四季、生长季和年尺度下地表太阳总辐射计算模型。各区域不同时间尺度地表太阳总辐射计算模型均通过了显著性检验（p<0.01）,其中青藏高原地区和新甘蒙地区模型相对误差低于8.0%,模拟精度较高。     

吉林省太阳辐射变化规律及太阳能资源利用研究

为揭示吉林省的太阳能资源变化规律,利用线性回归分析、线性相关分析及M-K检验法对吉林省长春、延吉两个气象站点1960年以来的太阳总辐射资料进行研究。结果表明：吉林省的年平均太阳总辐射为4787.4 MJ/㎡&#8226;a,夏季太阳总辐射最大,春季次之,冬季最小。吉林省年平均太阳总辐射在波动中下降,且下降趋势不显著,20世纪60年代太阳总辐射较高,80年代达到最低值,90年代以后小幅度回升。春、秋、冬三季的太阳总辐射呈不同程度的下降趋势,冬季的下降趋势显著,夏季呈显著增加。吉林省年日照时数在空间分布上呈现出由西向东逐渐减少的地域分布差异;而在时间上也呈现出由春季到冬季依次减少的分布特征。吉林省的太阳能资源总量丰富,变化趋势不显著,这对于吉林省利用太阳能资源是十分有利的。     

两种太阳总辐射分钟级预报方法的比较

利用2010年9月1月至2011年8月31日中国气象局风能太阳能资源中心吐鲁番太阳能试验站水平太阳总辐射逐分钟观测资料,对统计外推法（简称外推法,TRD）和动态神经网络法（简称神经网络法,NNN）两种太阳总辐射分钟级预报方法进行比较。结果表明：从全年平均角度来看,外推法略优于神经网络法。两种预报方法的预报效果都主要依赖于天气形势,晴天预报效果最好,阴雨天气次之,多云和扬沙天气预报效果较差。外推法能较为准确地反映起报时刻影响辐射观测的云、气溶胶、沙尘等状况,并将这种影响持续至滚动预报的第一步或第二步;而神经网络法在预报阴雨、多云等复杂天气形势下预报要素的非趋势性变化规律方面略优;外推法预报日出后3 h和日落前3 h的太阳总辐射变化明显优于神经网络法;而神经网络法预报太阳总辐射突然变化特征时略优于外推法。     

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。     

1961-2010年河北省太阳直接辐射时空分布特征研究

利用1961-2010年河北省周边7个太阳辐射观测站的资料,拟合得出相对精确的河北省太阳直接辐射经验公式,分析了河北省太阳直接辐射时空变化特征。结果表明：河北省近50 a来太阳直接辐射年总量总体呈明显的下降趋势。其中,下降幅度相对较大的石家庄为25%,下降幅度相对较小的唐山为11%。河北省水平面太阳直接辐射年总量近50 a平均值空间差异较大,<2540MJ·m^-2 主要分布在邢台南部,>3510MJ·m^-2 主要分布在张家口西北部,大部分地区介于2540-3300MJ·m^-2 。河北省太阳能资源开发利用潜力比较大的区域主要在张家口的坝上地区。