我国太阳能资源评估方法研究进展

太阳能资源评估是太阳能资源开发利用的基础性工作,自20世纪50年代以来,我国在这方面已经开展了大量的研究。对近60余年我国在太阳能资源评估方法研究方面的工作进行回顾和总结,从统计反演法和物理反演法两个方面较详细地评述了每种方法中所涉及的计算参数和各自的优缺点,并对当前太阳能资源评估工作中的难点和重点进行了分析和讨论,认为关于云和气溶胶对太阳辐射影响的确定是两大难点,而构建一个综合利用各种数据资源、集成的太阳能资源评估方法和数据库则是研究工作的重点。     

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。     

遵义市太阳能资源分布推算及其利用评估

为了给遵义市太阳能资源利用提供科学依据,该文根据行业标准《太阳能资源评估方法》,整理了遵义气象台30a的太阳辐射观测资料,建立了两种回归模式,分别推算了各县市、各乡镇的太阳总辐射,分析了全市太阳总辐射的时空分布特征,评估了太阳辐射的利用价值,并提出了太阳能利用的对策建议。     

辽西朝阳地区太阳能资源评估

探明朝阳地区太阳能资源时空变化规律及特征,旨在对朝阳市太阳能资源的开发利用和区域性气候可行性论证工作提供重要信息,在能源布局的宏观决策方面提供科学依据。利用1981—2020年朝阳国家基准气候站辐射资料和日照资料、朝阳市辖区其他气象站的日照资料,通过气候学方程估算、线性趋势分析等方法对朝阳地区太阳能资源进行评估。按国家标准《太阳能资源评估方法》(GB/T 37526—2019),分析朝阳地区太阳能资源时空分布特征,计算并评估太阳能资源相关参数。结果表明：朝阳地区太阳能资源储备很丰富,稳定度一般,可开发利用日数较多,农村太阳能资源利用市场前景广阔,其中北部山地气候区最适宜太阳能资源开发利用,适合大规模光电开发,助力节能减排和朝阳地区经济可持续发展。     

概率密度匹配法对中国区域卫星降水资料的改进

为考察概率密度匹配法 (PDF方法) 对中国区域卫星反演降水产品系统误差订正的适用性,基于逐日和逐时我国地面观测降水量资料,引入PDF方法,分别对逐日0.25°×0.25°水平分辨率和逐时0.1°×0.1°水平分辨率的CMORPH (Climate Prediction Center Morphing Technique) 卫星降水产品的系统误差进行订正。在分析CMORPH卫星降水产品误差特征的基础上,根据两种资料不同的时空分辨率和误差特点,调整概率密度匹配时选取样本的时间和空间范围,设计相应的订正方案。评估结果表明: PDF方法订正后, 两种分辨率卫星降水资料在中国区域系统误差均显著减小,达到了理想的订正效果。在我国站点稀疏的西部地区,订正后的CMORPH卫星降水产品仍保持卫星观测的降水空间分布,降水量也明显接近于地面观测降水量。可见,PDF方法是中国区域卫星反演降水产品系统误差订正的一种有效方法。     

近年来大气遥感研究进展

本文着重介绍中国科学院大气物理研究所2003年以来在大气遥感研究方面的主要进展与成果,内容包括:(1)遥感技术与设备的发展;(2)大气气溶胶遥感;(3)云遥感;(4)大气微量气体遥感;(5)反演方法发展;(6)大气辐射传输算法研究。气溶胶的光学特性遥感研究是近年来热点之一,本文简要论述在气溶胶光学特性地基和卫星遥感反演算法、中国大气气溶胶光学特性时空分布特性、气溶胶辐射强迫遥感研究等方面所取得的成果。     

用GMS卫星资料研究我国东南部夏季短波云辐射强迫

利用中分辨率辐射计算模式（MODTRAN3）、站点的温压湿探空资料和美国标准大气的气溶胶、臭氧和微量气体参数，计算出无云情况下的地面总辐射，再与实测地面总辐射结合得出云对太阳的辐射强迫。同时利用GMS卫星资料反演出云辐射参数——反照率和亮温，分析了短波云辐射强迫和云辐射参数的关系，建立了两者的回归模式，用于估算地面资料缺少地区的短波云辐射强迫。     

基于MODIS产品估算黄土高原半干旱区的净辐射通量

利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)的一级数据产品,通过三种不同的方法(两种通过估算各辐射分量来得到净辐射和一种直接通过短波辐射得到净辐射的方法)估算了2007年4-8月兰州大学半干旱气候与环境监测站(SACO/L)的短波辐射、长波辐射和净辐射值,进一步利用2006年6-8月SACOL站实测资料对第三种方法的系数进行修正,并将不同方法估算的净辐射与实测资料进行对比。结果表明,在MODIS一级数据产品基础上,估算的卫星过境时刻短波辐射精度较高,长波辐射稍差;在各辐射分量基础上得到的卫星过境时刻的净辐射较好,平均相对误差最小为9.98%,且通过时间尺度扩展得到的净辐射与实测值较为接近,平均相对误差25.0%;而使用短波辐射直接估算的净辐射较实测值偏大,但相关性较好;在利用实测数据对算法进行修正后得到的SACOL站净辐射较修正前有了较大的改善。值得注意的是,卫星过境时刻各辐射分量的计算不需要任何地面观测资料辅助,计算过程需要的所有参数可以直接由MODIS数据反演,且该方法得到的净辐射精度仅次于修正后的方法,普适性较好,所以,在缺乏地面观测资料的情况下,这种方法可以为大尺度的净辐射估算提供一条有效途径。而通过短波辐射直接估算净辐射的方法,其最大的优势就是避免了长波辐射的估算,可以直接利用短波辐射估算净辐射,对该方法的经验系数局地修正后估算的结果更优,但这种方法需要地面观测资料的辅助,所以在有地面观测资料的情况下,可以通过修正模型的系数获得更高精度的净辐射。     

遥感植被分类方法的概述及发展

卫星遥感技术的发展为大范围作物的识别分类提供了新的方法，90年代以来国外主要使用卫星遥感结合植物表面温度、地形等非遥感要素对地面植被进行判识分类，我国自80年代以来应用图像纹理、植被指数变化、植被指数的动态聚类及经验正交函数等方法对大范围植被分类进行了研究。近年来，为提高植被分类精度已在提高资料的空间分辨率、利用微波遥感，综合应用“3S”技术等方面做了努力。     

MODIS数据云相态反演在一次暴雪过程中的应用

该文选取新疆阿克苏地区2006年11月22—24日的EOS/MODIS卫星遥感资料,同时选取相关气象站的观测资料,应用三光谱云相态反演法,对阿克苏地区暴雪云团的变化过程进行了研究,通过三光谱亮温差点聚图对云相态变化的分析,清晰地展示出该天气系统的发生、发展到最终暴雪形成过程中的物理机制。反演结果与实际气象观测情况相一致;表明三光谱云相态反演法在理论和实际应用方面具有一定优势。     

冬季南京北郊大气气溶胶中水溶性阴离子特征

2009年冬季在南京北郊进行24 h采样,运用离子色谱法研究大气PM₁₀中水溶性阴离子的分布特征。结果表明:PM₁₀中阴离子的平均总质量浓度在白天和夜间分别为658.21、622.84 μg/m³;PM_2.1则分别为337.86、319.97 μg/m³,阴离子主要存在于细粒子中;主要水溶性阴离子均为SO₄^2-,且海盐对南京北郊大气PM₁₀和PM_2.1中的SO₄^2-质量浓度影响很小。SO₄^2-、Cl^-和F^-粒径谱分布相似,均呈双模态;NO₃^-和NO₂^-主要呈现单模态。SO₄^2-与NO₃^-、F^-与NO₃^-、SO₄^2-与Cl^-的相关系数均大于0.8,相关显著,说明其存在一定的同源性。NO₃^-/SO₄^2-的平均值在白天、夜间分别为0.058 2、0.048 4,说明南京北郊大气污染以固定源为主。分析NO₃^-、SO₄^2-前体物的转化率知道,采样期间SOR和NOR的平均值均大于10%,即SO₄^2-部分来源于SO₂的二次转化,而不是单一来源于一次污染物。     

铜川春季气候特征分析

利用铜川3站1964—2010年春季气温、降水、风、日照等观测资料,采用统计方法分析铜川春季气候变化规律,结果表明:铜川春季平均气温为11.6oC,平均气温年际变化呈现增暖趋势,气候倾向率为0.374oC/10 a,北部增暖显著,南部次之,中部最小;北部出现≤-2.0oC和≤-4.0oC的概率较大,中部次之,南部最小;≤-2.0oC出现频率为3.4%~12.4%,≤-4.0oC出现频率为1.1%~5.9%;平均降水量为115.9 mm,由北向南递减,降水随年际变化呈减少趋势,下降最显著的是4月;日照百分率3、5月最小,4月最大,平均总辐射量自北向南递减;地形原因导致风分布不均匀,平均风速北部最大,南部次之,中部最小,呈现4月明显偏大,3、5月基本接近的月际变化规律;一日内风速通常夜间较小,午后较大,春季大风一般伴有寒潮,降温天气;全市大风分布差异很大,北部宜君占53.4%,4月最多,占42.8%。     

天津夏季大气消光性质的研究

利用2010年夏季天津城市边界层观测站颗粒物、黑碳气溶胶、氮氧化物(NOX)浓度、地面能见度和气象梯度观测资料,分析了天津夏季大气消光特性及低能见度事件产生的原因。结果表明,天津夏季主要污染物为PM10和PM2.5,大气气溶胶消光系数为529.06M.m-1,其中,吸收系数为50.17M.m-1,散射系数为478.89M.m-1,气体吸收系数为7.74M.m-1,气溶胶单次散射反射率为0.87。天津夏季边界层大气状态有近一半的时间为中性或偏稳定层结,当出现中性或偏稳定层结大气时则有接近一半的情况出现低能见度事件(能见度<5km),影响人们的日常生活。     

柳州盛夏一次下击暴流特征分析

2021年8月3日柳州市出现一次伴有短时强降水和下击暴流的强雷暴大风天气过程。利用观测资料以及柳州自动站分钟级数据、雷达、风廓线等资料,对此次过程中下击暴流的成因进行分析。结果表明：①此次过程是在大陆高压与热带辐合带间中低层为一致东北气流的背景下,弱垂直风切变与强不稳定能量、深厚干空气源、近地面的干绝热递减等有利环境条件下,由地面中尺度辐合线抬升触发的。②下击暴流初始回波具有脉冲风暴特征,之后发展成多单体风暴;下击暴流发生前有反射率核心下降,低层入流及中层径向辐合增强等特征,其垂直结构表现为低层辐散、中层辐合、中高层辐合旋转。③地面大风出现前风廓线雷达风场有明显高空动量下传和低层风速减小,大风出现在低层风速开始增强时刻,早于低层风速最强时。④下击暴流的产生与降水粒子的拖曳作用和负浮力有关;地形作用使得强对流回波沿地形运动,且下坡地形与峡谷效应对极端大风的形成有叠加作用。     

2019年广西临桂微下击暴流和广东湛江龙卷现场灾情调查对比分析

2019年3月21日21:13广西桂林市临桂区国家气象观测站测得60.3 m·s-1的瞬时极大风速,2019年4月13日14:11广东湛江市徐闻县下属和安镇镇政府自动气象站测得50.7 m·s-1的瞬时极大风速,两地均出现比较明显的风灾.通过分析监控视频、无人机航拍资料、现场勘察和走访目击者,获得如下结论:21:09-...     

Observations of in situ fluorescence of chlorophyll-a in Saanich Inlet

The possibility of using the in situ fluorescence line of chlorophyll-a in remote sensing studies of surface water productivity is investigated in a series of spectroscopic and water sampling measurements made from a launch in Saanich Inlet, British Columbia, Canada. The paper demonstrates the proportionality of the observed height of the line to measured chlorophyll concentrations. Weighting corrections are applied to allow for the observed vertical variations in chlorophyll concentrations. Changes in the blue/green region of the observed spectra are also considered as an indicator of the chlorophyll present, and the two methods appear capable of giving chlorophyll concentrations to a comparable accuracy for the relatively high levels observed.     

2003年夏季中国地区降水的模拟研究

利用NCEP／NCAR大尺度再分析资料和区域气候模式RegCM-NCC，模拟了2003年夏季（6～8月）中国地区的降水和土壤含水量的分布。结果表明，RegCM-NCC较好地模拟出江淮地区的洪涝，但是对江南和华南发生的严重伏旱的模拟不明显；模式模拟的土壤含水量能够较好地反映不同地区的降水和洪涝状况，包括江淮地区的洪涝和江南、华南发生的严重伏旱；江淮地区前期高土壤含水量及后期强降水是该地区洪涝形成的重要因素。     

多种气象资料在荆门暴雨分析中的应用

本文利用常规气象观测资料、加密自动气象站降水资料、卫星云图和SWAP强对流路径预报资料、多普勒雷达以及风廓线雷达资料,用天气动力学诊断方法,对2013年一次影响湖北省荆门地区的江淮气旋暴雨过程进行分析,结果表明:(1)此次暴雨过程是由于中高纬有高原槽发展东移,槽前正涡度平流作用使得低层西南涡加强,低层减压形成江淮气旋,气旋东移发展而产生暴雨;(2)强降雨主要集中在两个时段,分别与西南涡加强东移和江淮气旋生成有很好的对应;(3)500h Pa垂直速度表明,强上升运动区的移动方向与雨带移动方向一致;水汽通量辐合中心发展并向东北方向移动,跟强降水有直接的对应关系;(4)风廓线雷达反演的热成风温度平流变化,大气折射率常数大值中心以及SWAP的强对流云团的路径外推预报对本地强降水发生位置具有重要的指示意义。     

2008年洛阳地区雷暴初日的局地大暴雨分析

2008年4月7日夜间,洛阳市出现了入春以来的首次区域性雷暴天气,栾川县出现局地大暴雨,12 h降水量达到96 mm.利用常规气象资料和乡镇雨量站、新一代多普勒雷达资料,分析了此次区域雷暴过程中伴随的局地大暴雨成因,结果表明:这次局地大暴雨是在强垂直温度梯度条件下,低涡系统的东移,致使涡前切变线移入不稳定能量区,诱使不稳定能量暴发而产生的强对流天气,涡前切变线是这次过程的触发机制;前期晴朗高温天气所积蓄的不稳定能量释放是导致强降水形成的有利条件;K指数、SI指数等对流指数对此次局地暴雨有很好的反映;对流触发后生成的中β尺度对流系统稳定维持在栾川且获得发展是造成强降水的主因;栾川特殊的山地地形(伏牛山脉)对降水有一定的增幅作用.     

秦岭地区秋季降水的气候特征分析

利用1961-2005年观测资料和NCEP/NCAR再分析资料, 对秦岭邻近地区秋季(9-10月) 降水的气候特征及其与大气环流关系进行分析,结果表明:秦岭地区秋季降水具有明显年代际变化特征, 1960s后期、1970s和1980s初秋季多雨,而1950s和1960s初前期、1980s中后期和1990s秋少雨, 2000年以后秋季降水略有增多.秦岭地区秋季雨涝年环流特征是高原北侧高空西风急流偏强,乌拉尔山长波脊稳定,西大平洋副热带高压位置偏西,强度偏强,对流层低层东南风气流和西南风气流为秦岭地区输送了大量水汽;而少雨干旱年则高空高原北侧西风急流偏弱,秦岭地区受青藏高压控制或西北气流控制,与东亚冬季风相联系的偏北气流阻断了偏南气流的水汽输送.