近地层辐射及湍流通量的估算

本文根据卡丁顿等多个近地层大气试验的资料,分析、研究和讨论了利用常规或较易得到的气象资料估算近地层辐射和湍流通量的方法,包括净辐射的简化估算、梯度方法的应用、阻尼方法中有关参数的确定等。估算结果与观测值符合较好,方法亦较简便,适于实际应用。     

荒漠草原防护林动力效应及其计算原理的研究

利用连续３年的野外观测资料，重点研究了防护林的防风效能、乱流扩散系数等动力效应，以及表征最佳防护林的最适透风系数、比例系数、林宽、风向偏角和乱流扩散系数比值的计算原理和计算方法。     

斜面上月平均日射的计算

一、引言太阳能系统设计过程、热载计算以及其他应用,需要估算不同方位表面上的月平均太阳辐射。水平面上太阳辐射的月平均值在许多地方是可以得到的。然而,斜面上的辐射资料一般是没有的。Liu 和Jordan 提出了估算朝向赤道的表面上的各月日平均辐射的一种简单方法。这里介绍了他们的方法,并且与 Page 的研究和补充试验测量结果作了比较,然后又把这种方法推广应用到东南或西南方位的表面上。一、朝向赤道的表面上日平均辐射的估算水平面上各月日平均辐射(?)与日平均天文辐射(?)_0的比值可以表示为(?)_T,即     

由GMS虎夏季青藏高原地区地面总辐射

用辐射理论导得了卫星测值与地面总辐射的关系，据此建立了用卫星资料估算地面总辐射的七种模式，选择效果最佳的一种估算了青藏高原地面总辐射，结果表明，这种方法能弥补高原地区资料不足的缺憾。     

由GMS资料估算夏季青藏高原地区地面总辐射

用辐射理论导得了卫星测值与地面总辐射的关系，据此建立了用卫星资料估算地面总辐射的七种模式，选择效果最佳的一种估算了青藏高原地面总辐射，结果表明，这种方法能弥补高原地区资料不足的缺憾。     

用TRMM/TMI估算HUBEX试验区的云中液态水

文中应用热带降雨测量卫星微波成像仪的微波遥感资料反演云中液态水。由于微波成像仪85.5 GHz通道对云中液态水非常敏感,通过离散纵坐标矢量辐射传输模式,运用迭代的方法可以有效地反演出陆地上空非降水云中的液态水路径。在淮河流域能量与水分循环试验中,分别运用微波成像仪85.5 GHz垂直极化单通道和微波成像仪85.5 GHz极化亮温差两种方法来估算陆地上空的云中液态水路径,反演结果与地基微波辐射计的测量结果是较为一致的。当地表比辐射率或地表温度误差较大时,用极化亮温差法估算云中液态水路径相对较好,尤其是对于低云,因为该方法对地表温度不敏感。     

由GMS资料估算我国东部地区夏季地表净辐射

利用1994年6月、7月上海和北京地区08—17时地面观测资料及同期GMS卫星红外、可见光数字云图资料，用统计的方法讨论了地表净辐射与卫星测值之间的关系，建立了用卫星资料计算08—17时各时刻地表净辐射和08—17时总地表净辐射的估算模式，并分别以1994年7月1日14时的云图和济南地区为例作了检验。结果表明用卫星数字云图资料估算地面08—17时各时刻地表净辐射和08—17时总地表净辐射是可行的。     

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。     

用卫星资料探讨有云情况下的地面辐射收支

对晴空和有云情况进行了研究，用辐射理论导出了这两种情况下卫星测值和地表太阳总辐射、净辐射的关系，将卫星测值与地面辐射观测站的实测值进行拟合，建立了几种利用卫星测值估算地面太阳总辐射和净辐射的模式，经研究比较选出几种最佳模式。据此利用卫星资料估算晴空和有云情况下的太阳总辐射和净辐射，以弥补我国辐射测站稀少，资料短缺的不足。     

内蒙古自治区太阳总辐射的气候学计算及其时空分布特征

通过对比分析国内外太阳总辐射的气候学计算方法,最终给出内蒙古太阳辐射最佳计算公式。根据内蒙古及周边地区24个太阳辐射观测站历年各月的总辐射和日照百分率,采用最小二乘法拟合出公式中的经验系数,并在分区基础上通过内插将a、b系数推广到内蒙古108个气象站点上,从而建立了内蒙古太阳总辐射计算模型。结果表明：内蒙古太阳总辐射年际变化总体呈下降趋势,但不显著,而且不同区域在减小速率上差异明显。年变化则表现为单峰型变化趋势,以5月辐射量最大,6、7月次之,12月最小。全年和各月总辐射的空间分布形态一致,总的分布趋势由东北向西南逐渐递增。全区年总辐射在4633～6616 MJ·m^-2之间,太阳能资源丰富程度均在丰富级别以上,而且大部分地区属于资源最丰富区和很丰富区,太阳能开发利用潜力巨大。     

《中尺度数值模拟》介绍

《中尺度数值模拟》共分十三章,在第一章引言中重新定义了什么叫中尺度天气系统,第二章、第三章讨论建立适用于中尺度系统的方程组,并加以简化,第四章介绍了时空平均方程组的建立,第五章讨论模式的类型,一类是物理模式,即相当于在实验室中做物理试验的方法,另一类是线性模式,用数学分析的方法讨论中尺度系统的特性,第六章是坐标变换,第七、八、九章讨论参数化问题,即讨论中尺度数值模拟中如何考虑近地面层中的乱流作用、辐射作用及水汽和热力作用等物理过程的问题。第十、十一章分别介绍方程组的求解方法和边界条件及起始条件等问题。第十二章讨论模式的鉴定,第十三章介绍了用中尺度模     

可能最大蒸发量与降水量的关系及其分布

探讨了农田水分平衡中主要因子－降水和蒸发的关系。估算了可能最大蒸发量与水分余亏量，并绘制其空间分布图。这对于掌握雅鲁藏布江中下游地区旱涝发生规律，制定合理的灌溉方案，及评价农业水分资源，具有一定的参考价值。     

黄淮地区辐射模型适用性评价及参数优化

利用1961-2015年黄淮地区8个辐射站太阳辐射和日照时数等常规气象资料,分别评价6种常用的太阳总辐射和有效辐射估算模型在黄淮地区的适用性,同时采用多元回归分析和迭代等方法,对辐射参数进行优化调整,建立了适合本地区的辐射最优化估算模型.结果 表明:童宏良公式和邓根云公式分别在估算太阳总辐射和地面有效辐射时的误差最小,...     

复杂地形下光合有效辐射的遥感估算研究

光合有效辐射(PAR)在不同的陆地生态系统模型中都是重要的输入参数,直接利用卫星遥感数据估算光合有效辐射有利于在空间上强化空间信息的连续性与差异性。针对复杂地形条件下遥感估算模型参数存在的不确定性,以及遥感获取的瞬时PAR难以满足实际应用需求的问题,本研究在岷江上游地区开展了复杂地形下光合有效辐射的遥感估算研究。利用MODIS标准大气产品,采用简化的大气辐射传输模型,综合考虑复杂地形下太阳辐射入射角的变化以及地形遮蔽和邻近地形辐射增强的作用,完成了对瞬时PAR估算结果的地形校正,并通过线性插值方法得到了PAR日总量数据。将估算得到的岷江上游2013年22个晴空天气下的PAR与中国科学院茂县山地生态系统定位研究站同期实测数据的对比显示,瞬时光合有效辐射平均估算误差为7.26%,日总量数据的平均估算误差也为7.26%。结果表明,该模型反演估算瞬时光合有效辐射和时间尺度上推至PAR日总量都能够较好的适用岷江上游的复杂地形条件。     

夏季青藏高原低涡的能量场分析

本文采用视热源方程，视水汽汇方程，扰动能量方程和涡度方程对1979年6月的三次低涡进行了分析和研究，得到了以下结论:在低涡生成和发展过程中，积云和乱流引起的总热量的垂直涡旋输送很大。当大气处于条件不稳定时，γs＜γ＜γα，积云和乱流的这种输送结果，使得低涡的正涡度增长上升到较高层次；另外，积云和乱流对总热量的垂直涡旋输送使得低涡内扰动有效位能增加，然后向扰动动能转换，使低涡得以生成和发展。     

基于MODIS遥感产品估算西北半干旱区的陆面蒸散量

在中分辨率成像光谱仪(MODIS)数据产品的基础上,使用MODIS地表温度替代净辐射及蒸散模型中的气温进行计算,并利用兰州大学半干旱气候与环境监测站(SACOL)的实测资料对模型进行修正。将模型修正前后估算的SACOL站和定西干旱气象与生态环境试验站(定西站)的净辐射和蒸散与实测值进行对比。结果表明,MODIS的白天\夜间地表温度与日最高\最低气温之间具有很好的相关性,相关系数都超过0.75,使用其替代气温进行净辐射和蒸散的估算是可行的,且各参数具有明确的物理意义。通过比较模型估算值与地面通量观测站的实测值发现:使用实测资料对模型进行修正后,净辐射和蒸散的估算结果较修正前有了明显的改善。净辐射估算值与实测值之间的均方根误差减小到25.93 W·m~(-2);修正后模型估算的SACOL站和定西站蒸散更接近于实测值,均方根误差分别减小到0.81 mm和0.68 mm,相关系数都增加到0.6以上,通过了0.01显著性水平检验;且遥感估算的区域蒸散分布特征与地表覆盖特征相符,说明利用修正后模型估算的净辐射和地表蒸散是合理的,由于这种估算净辐射和蒸散的模型不需要任何实时地面资料的辅助,可以为观测资料缺乏地区的辐射及蒸散研究提供一种新的思路。     

GMS卫星资料估算地表旬太阳辐射

GMS－5静止气象卫星较宽的可见光波段，为估算到达地表的太阳辐射提供了极好的信息源。利用GMS－5可见光通道资料，分析估计太阳辐射的可行性，并给出了相应的卫星资料处理方法。利用逐时观测资料和济南日射观测站太阳总辐射小时辐照总量实测资料，建立了可见光反照率与小时辐照总量的统计关系，探讨了旬太阳辐射的估算模型。估算结果与日射站实测结果比较，旬辐射估计量的均方误差为7．7MJ.m^-1，平均相对误差为3．4％。     

北京城市紫外辐射变化特征及经验估算方程

利用2004年4月—2005年6月在中国科学院大气物理研究所铁塔分部的紫外辐射观测数据,分析了北京城市紫外辐射的变化特征,结果表明,紫外辐射的变化规律与太阳总辐射一致,紫外辐射与总辐射的比值变化范围在0.02~0.04之间,晴天恒定在0.03,阴天在0.04左右,在沙尘暴过程中比值最小,为0.02。通过分析紫外辐射与大气质量数和平均晴空指数之间的关系,建立了适合于北京的全天候紫外辐射的估算方程。利用建立的估算方程及观测的总辐射值进行了紫外辐射的估算,紫外辐射的计算相对误差在10%以内。     

1960~2000年黄河流域太阳总辐射气候变化规律研究

运用数据集群技术，在黄河流域建立了用日照百分率拟合太阳总辐射的不同时空尺度估算式，对比分析了不同数据集群下总辐射的拟合精度。利用逆距离加权插值法，将获得的黄河流域及其周边35个日射站1~12月总辐射拟合的经验系数进行空间内插，获得了黄河流域1~12月总辐射拟合经验系数的空间分布。结合黄河流域及其周边164个常规气象站日照百分率观测资料，对黄河流域1960~2000年太阳总辐射进行了计算，分析了其气候变化的时空分布规律。结果表明:黄河流域近年来太阳总辐射呈下降趋势，在季节上主要表现在夏季和冬季。     

三江平原紫外辐射变化特征

利用2005~2011年共7年的太阳辐射观测资料对三江平原紫外辐射的时间变化规律及紫外辐射与总辐射比值的变化特征进行了分析,结果表明紫外辐射与总辐射的变化规律一致,日变化为正午大、早晚小;季节变化规律是夏季高、冬季低。紫外辐射日累积值的7年年平均值为0.53 MJ m–2 d–1。紫外辐射与总辐射比值存在着明显日、季节变化特征,日变化特征为正午大、早晚小,而季节变化与紫外辐射的季节变化一致也是夏季大、冬季小。紫外辐射与总辐射比值7年平均为0.0433。利用2011年观测的总辐射、紫外辐射数据,通过紫外辐射与总辐射比值和大气质量数与晴空指数的相互依赖关系,建立了适合于三江地区紫外辐射估算的方程。利用建立的估算方程估算的紫外辐射瞬时值和日累积值与观测值之间的平均相对误差最大分别为8.5%和6.1%。