从云天变化分析辐射记录是否正常

目前,我国一级辐射站测量、记录的直接辐射为垂直于太阳入射光的直接辐射;散射辐射是太阳辐射经过大气散射或云的反射,从天空2π立体角以短波形式向下到达地面的辐射;总辐射是太阳直接辐射和天空散射辐射到达水平面的总量.因此,一般情况下,总辐射≤散射辐射+直接辐射,这是由于垂直于太阳入射光的直接辐射比水平面上的直接辐射大的缘故,太阳高度角小时更明显.     

反射比E_k偏小与积雪有关

反射比Ｅ＿ｋ偏小与积雪有关李桂珍（西安市气象局西安·７１００１５）净（全）辐射Ｅ＊是新增加的观测项目，包括太阳短波辐射和地球长波辐射两部分。总辐射Ｅｓｒ是太阳直接辐射和天空散射辐射到达水平面上的总量。Ｅ。一Ｅ”／Ｅｇ为白天的反射比。台站的反射比一般都...     

2007—2011年塔克拉玛干沙漠腹地太阳辐射观测研究

利用塔克拉玛干沙漠塔中大气环境观测试验站2007年1月至201 1年12月总辐射、散射辐射和直接辐射观测资料,分析了塔克拉玛干沙漠腹地太阳总辐射、散射辐射和水平面直接辐射的主要特征。结果表明:塔克拉玛干沙漠腹地总辐射、散射辐射和水平面直接辐射平均年总量分别为6619.0、3507.8和2203.5 MJ·m~(-2)。典型晴天总辐射日峰值分别为散射辐射的2.4倍和直接辐射的1.5倍。沙尘暴天散射辐射值增加到与总辐射基本一致,而直接辐射衰减最明显。当太阳高度角20°时,散射辐射随总云量的增加而增大,且秋、冬两季增幅明显。     

吐鲁番地区可利用太阳能资源分析

利用吐鲁番太阳能试验站实测数据,结合气象站同期观测资料,从斜面总辐射、法向直接辐射和散射辐射等3个方面分析了吐鲁番地区的可利用太阳能资源、变化特征及其可能原因。结果表明:最佳倾斜面总辐射年曝辐量比纬度倾斜面高1.4%,比水平面高23.16%,两组相对差值存在着截然相反的季节变化;法向直接辐射年曝辐量比水平面总辐射低17%,两者的相对差值冬、春季大而夏、秋季小,散射辐射年曝辐量占水平面总辐射的49%,散射比和太阳高度角的年变化是影响上述两种太阳能资源变化的主要因素;此外,气象站周围建筑物的遮挡可能使其水平面总辐射年曝辐量减少8%,而从气候平均态考虑,本文所用实测年的水平面总辐射也比近30年平均值低8%。     

利用水平面太阳直接辐射日曝辐量反演大气气溶胶光学厚度的方法研究

本文发展了一个从宽带水平面太阳直接辐射日曝辐量 (总辐射与散射辐射日曝辐量之差) 反演光谱大气气溶胶光学厚度的方法, 包括建立一个 “等效” 的瞬时太阳天顶角模型, 并提出了一个基于气溶胶标高的云影响甄别方法。对该反演方法的数值模拟和误差分析表明: “等效” 瞬时太阳天顶角模型的不稳定性引起的光学厚度反演误差平均为3.66％; 光学厚度日变化对一段较长时间的平均光学厚度的影响不显著; 订正造成的散射辐射误差≤20％时, 光学厚度平均偏差≤4％。通过与AERONET产品的比对验证表明: 本文发展的光学厚度反演方法和云影响甄别方法都是有效的; 晴空反演的0.75 μm光学厚度与AERONET的相关系数超过0.95, 平均误差约0.02; 云甄别方法计算的季节和年平均光学厚度与AERONET具有较好的一致性。     

太阳总辐射最佳倾角的时空分布

本文根据倾斜面上太阳总辐最佳倾角的角析表示式，利用平均太阳总辐射和直接辐月总量以及实际地表面反射率，计算分析了我国各月最佳倾角和最佳总辐射比的时空变化特征。同时对用天空散射辐射各同性模式计算倾斜面上总辐日总量的适用性问题亦作了简要讨论。     

El Chichón火山的太阳辐射效应

利用1964—1983年冬季无云条件下的太阳辐射资料分析发现,1982年3月底至4月初,墨西哥El Chichon(厄·奇冲)火山爆发后,对到达地球表面的太阳直接辐射、散射辐射以及总辐射产生了显著和持续的影响。这种影响特征与近百年来的几次巨大火山爆发所引起的辐射效应是一致的,这主要是因为火山气溶胶对太阳辐射的强大反向散射和吸收作用,改变了大气透明度所造成的。     

复杂地形下黑河流域的太阳辐射计算

基于数字高程模型(DEM)数据,在充分考虑了地形因子对太阳直接辐射和散射辐射的影响后,实际计算了起伏地形下黑河流域的太阳辐射。在忽略地表和大气之间的多次反射后,地表太阳总辐射计为三项:按起伏坡面上实际入射角考虑的太阳直接辐射、经过下垫面天空视角因子订正的坡面天空散射辐射和考虑周围地形反射效应的附加辐射。计算结果表明:局地地形起伏对太阳直接辐射、总辐射空间分布的影响非常强烈,使得复杂地形下不同坡向间总辐射和直接辐射平均计算差额十分显著,且太阳天顶角从较小增大至中等大小时,这两种平均计算差额均加大一倍多;在较小和中等大小太阳天顶角下,不同坡向间总辐射平均计算差额,均较相同条件下直接辐射平均计算差额为小,这是因为总辐射还包括了天空漫射和邻近地形反射辐射因子,这两个因子和坡面上太阳入射方位的变化共同影响地表入射太阳辐射;起伏地形主要使得太阳辐射在局地区域内背阴、向阳坡向间发生显著的重新分配。因此,在复杂地形地区进行太阳辐射计算时必须考虑地形的影响。     

基于地基宽带辐射观测资料的云检测算法改进

利用地表太阳总辐射和散射辐射对Long and Ackerman (2000)的云检测算法进行了改进,提高了云判别的准确率.首先采用比值概率密度峰值法,初步选出晴天时刻.然后根据晴天时刻的地表太阳总辐射和太阳天顶角余弦值,拟合得到该日晴天总辐射近似表达式.在此基础上,计算各时刻实际观测值与用该拟合式估计的总辐射的比值,...     

El Chichón火山的太阳辐射效应

利用1964—1983年冬季无云条件下的太阳辐射资料分析发现,1982年3月底至4月初,墨西哥El Chichón(厄·奇冲)火山爆发后,对到达地球表面的太阳直接辐射、散射辐射以及总辐射产生了显著和持续的影响。这种影响特征与近百年来的几次巨大火山爆发所引起的辐射效应是一致的,这主要是因为火山气溶胶对太阳辐射的强大反向散射和吸收作用,改变了大气透明度所造成的。     

河南省近40年太阳辐射变化规律及其成因探讨

首先把河南省不完整的太阳辐射资料,用经验公式推算到近４０年（１９６０～１９９７年）的资料。并把只有总日射资料的站,利用经验公式,计算出直接辐射、散射辐射资料。在此基础上,用方差分析找出太阳辐射的周期变化规律,发现河南省太阳总辐射具有减少的趋势,直接辐射也呈减少趋势,散射辐射北部、南部呈减少趋势,中部呈增多趋势。初步研究证明,大气中总悬浮微粒的增加是导致太阳总辐射减少的重要原因     

由卫星资料估算晴空大气太阳直接辐射和散射辐射

根据光的多次散射理论 ,对水汽、气溶胶、臭氧、混合气体等实行辐射参数化处理 ;利用中国探空站资料和诺阿 ( NOAA)气象卫星垂直业务探测器 ( TOVS)资料反演的探空资料 ,由离散纵标法计算了大气各高度上的太阳直接辐射和散射辐射 ,并与此同时的和同站点位置的卫星可见光、红外测值进行统计回归拟合 ,建立卫星测值与大气中太阳直接辐射和散射辐射的计算模式 ,据此可以利用卫星资料估算太阳直接辐射和太阳散射辐射 ,这对于大气环境光学特性和大气环流、气候变化的研究有重要意义。     

宝坻太阳辐射资料可用性研究

应用典型的辐射资料质量检验方法、辐射数据变化特征分析、人工与器测日照对比分析及太阳总辐射与相关辐射要素间的统计分析对天津市宝坻国家级基本气象站站内的太阳辐射观测系统试运行期间的辐射观测数据进行了质量分析,结果表明,试运行期间数据到报情况理想,总、散射辐射观测数据的BSRN的质量检验合格率为100%,直接辐射合格率为85%,净辐射通过了仪器阀值质量检验;太阳辐射值及变化特征符合理论实际;人工与器测日照时数具有很好的线性相关性(R2=0.96),总辐射与日照时数及散射辐射之间的线性变化与历史经验结论吻合。总体来看,宝坻太阳辐射系统观测数据可用性较高,能够满足日常业务需求。     

两种不同初始场对太阳辐射模拟效果的影响

利用2010年1,4,7和10月ECMWF和NCEP再分析资料作为初始场和边界条件,应用辐射模式系统WRF-SES2模拟了北京观象台的总辐射、散射辐射和直接辐射,并与观测值进行对比,重点分析了模式初始场云量差异对辐射模拟的影响。结果表明:(1)1,4,7和10月多数时段总辐射模拟值较观测值偏大,散射辐射模拟值较观测值偏小,总云量模拟值小于观测值,直接辐射误差分布范围较总辐射、散射辐射大。(2)多数时段采用ECMWF再分析资料作为初边值条件模拟(简称EC方案)的总辐射、直接辐射、散射辐射误差小于NCEP资料作为初边值条件模拟(简称NCEP方案)的误差,即EC方案模拟太阳短波辐射效果优于NCEP方案,这可能与ECMWF再分析资料中的云微物理量误差相对较小有关。(3)1月和4月总辐射模拟效果较好,平均绝对误差最小,其中1月两种方案误差分布范围最小,且介于-50~200 W·m-2之间,10月次之,7月稍差;1,4月和10月两种方案模拟误差较接近,而7月EC方案模拟的总辐射误差小于NCEP方案。(4)1月直接辐射模拟效果较好,4月和10月次之,7月稍差;除4月外,其他3个月EC方案模拟的直接辐射误差小于NCEP方案。(5)1月和10月散射辐射模拟效果较好,4月和7月稍差;4个月EC方案模拟的散射辐射误差小于NCEP方案。(6)EC和NCEP方案对总辐射、直接辐射和散射辐射的模拟准确率受初始场中云量模拟效果的影响较大,当总云量模拟误差较小时,总辐射的模拟误差亦相对较小。(7)在多云和有降水天气过程时,EC和NCEP方案模拟的太阳辐射误差较大,需要通过资料同化方法改进模式初始场,并对模拟结果做进一步订正。     

我国地面辐射基准站观测数据完整性和合理性检查评价

利用BSRN推荐方法,对2007年6月 2010年12月内蒙古锡林浩特地面基准辐射站的辐射数据质量进行了检查,并对异常情况进行了分析.结果表明,锡林浩特基准辐射观测数据完整性较好,分钟数据缺测率最大为0.012％,满足缺测率低于2％的业务要求.质检结果表明,锡林浩特基准辐射观测数据总体质量良好,但数据异常季节性特征显著,总辐射在冬季超出极端罕见上限值的情况较多,直接辐射易在夏季超出极端罕见上限值;除去太阳跟踪器故障期间的数据,散射辐射超出极端罕见上限的情况也有出现;反射辐射则在冬季会偶尔超出极端罕见上限.总辐射、直接辐射和散射辐射易在夏季出现超出物理可能和极端罕见下限的情况,说明这些仪器在夏季较易出现零点的漂移.     

利用MODTRAN 3计算我国太阳直接辐射和散射辐射

根据光的多次散射理论——离散纵标法,利用我国国家一级辐射测站的大气廓线,计算出晴空大气观测波段不同高度上的太阳直接辐射和向下散射辐射。将模式输出的地面辐射值与地面辐射观测资料进行比较,对不同高度的太阳直接辐射和向下散射辐射以及日变化进行了讨论。最终目的是直接由MODTRAN3计算我国辐射空白站的地面辐射值,以弥补我国辐射站稀少,时空分布短缺的不足。     

起伏地形下浙江省散射辐射时空分异规律模拟

结合影响起伏地形下太阳散射辐射的天空因素与地面因素,通过基于数字高程模型（DEM）数据的起伏地形下天文辐射模型和地形开阔度模型,综合考虑地面因素对散射辐射的影响;基于常规地面气象站观测资料建立的水平面散射辐射模型,考虑天空因素对散射辐射的影响;建立了起伏地形下浙江省散射辐射分布式估算模型;逐月计算了浙江省散射辐射（100m×100m）的空间分布。结果表明：散射分量分布与地理地形因子、季风影响、大气透明程度有关,由高纬向低纬逐渐增加;季节分布特点为,夏季〉春季〉秋季〉冬季;坡度、坡向对散射辐射的分布影响小,但辐射值与开阔度呈正相关,各季辐射最大值分布在开阔度大处,最小值在开阔度最小处,不同季节有所伸缩。计算结果可以为气候变化和环境资源研究提供基础数据。     

沙尘对南疆沙漠腹地太阳辐射的影响

利用塔克拉玛干沙漠腹地塔中大气环境观测试验站(83°39'E,38°58'N)总辐射、散射辐射和直接辐射的观测资料,分析了塔中大气透明系数变化和沙尘对总辐射、直接辐射、散射辐射的影响。结果表明,10-12月塔中大气透明系数最好,春、夏季最差;晴天大气透明系数最高(0.57),沙尘暴天气最低(0.07)。晴天、浮尘和扬沙天气总辐射最大可达1000 W·m-2以上,而沙尘暴天气最大可达700 W·m-2。晴天散射辐射值大多在400 W·m-2以下,主要集中在100~200 W·m-2范围内;有沙尘的天气大多在600 W·m-2以下。沙尘对直接辐射的衰减最大,晴天、浮尘、扬沙和沙尘暴天气下直接辐射200 W·m-2的概率依次为41.2%,72.5%,78.1%和100%。随着大气中沙尘增多,散射辐射逐渐向高值区域集中。沙尘天气下各辐射日变化曲线波动很大,其中总辐射和直接辐射减小很多;总辐射和散射辐射日变化曲线形态相似、量值接近。大气透明系数与总辐射、直接辐射和散射辐射关系密切。     

論太阳高度角的查算

水平面上的太阳辐射强度是辐射平衡方程中的一个最主要的项目,通常都是利用直接辐射表观测到的垂直于太阳射线方向的太阳,直接辐射强度s,乘以太阳高度角h的正弦求得:     

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。