经纬度的测算

利用正午太阳高度的公式可以计算出某地的纬度,利用某地地方时和北京时间的时差可以计算某地的经度。于12月22日和23日两天测量竹杆影长以及记录测量地点地方时正午时刻的北京时间,计算得出测量地点的纬度是22°49′N,经度是113°26′E,并验证了测量结果的正确性,体验了利用太阳高度、地方时测量经纬度的方法。     

太阳直接辐射光量子通量的气候学计算方法

为了把太阳直接辐射通量密度换算成光量子通量密度,取用了一个简单的大气模式,计算了各种太阳高度、地面气压和大气浑浊度下太阳直接辐射中的光合有效辐射能量通量和光量子通量,从而得到了单位光合有效辐射能量所具有的光量子数。结果表明:这个数是比较稳定的。在平原地区,10—90°的太阳高度范围内,1W.m~(-2)的光合有效辐射通量密度具有4.72±0.11μmol.m~(-2).s~(-1)的光量子通量密度。本文还采用北京地区四个季节定时的太阳直接辐射分光测量资料和高原观测资料检验了模式计算结果的可靠性,获得了满意的结果。     

中国地区的太阳紫外辐射

太阳紫外辐射由于其强烈的生物学效应和化学效应,在农学、生物学、医疗保健、环境保护、气象学、摄影、染印工业及标准光源的设计等多种领域内都受到人们的很大注意。有关紫外辐射的光谱分布已有不少测量,大多是以相对能量的形式给出其测量结果。     

“杆影端点移动轨迹”的实践与探索

一、研究背景 杆影端点移动轨迹是周日视运动的结果,不同地点、不同时间的杆影端点的移动轨迹不同。同样,通过杆影端点的移动轨迹也可以推测不同时间的太阳方位以及昼夜长短状况等。结合“当地经纬度的测量活动”,     

南京经纬度的验证性测量

以验证南京的经纬度（32°N,119°E）为研究目标。通过捕捉直竿日影最短时刻确定南京地方时正午时刻。测量正午时刻竿影长度,计算正午太阳高度,进而计算南京的纬度;记录正午时刻的北京时间,运用时差计算南京的经度。研究结果：南京的经度119°E未能验证成功,南京的纬度32°N验证成功。分析了经度验证性测量不成功的可能原因,提出经度测量的改进设想和纬度测量的应用建议。     

温棚太阳池模拟实验研究

对温棚太阳池进行小型实验模拟,通过开展活动式温棚太阳池、固定式温棚太阳池和普通太阳池3个平行模拟实验,得到温棚结合太阳池的升温蓄热结果。实验结果表明,活动式温棚太阳池的升温能力较好,固定式温棚的恒温能力较好。温棚结合太阳池,能够减小环境对太阳池的扰动,延长太阳池在冬季的运行时间,提高太阳池的升温能力和蓄热稳定性,使太阳池更适合于盐湖生产工艺的实际需要。     

以学生为主体的“抛锚式”地理实践教学研究——以太阳高度角及纬度测量仪制作为例

为改变传统课堂讲授方法讲授"地球运动"教学内容,学生难以理解知识、现象并将其融会贯通的局面,笔者运用抛锚式教学方法,引导学生以"测量常州正午太阳高度角或经纬度"为主题,以小组为单位讨论方案、设计仪器、实际测量,有效地突破教学难点。     

也谈太阳周日运动轨迹图的绘制

一、太阳周日运动轨迹特征及变化范围《地理教学》2014年第7期《太阳周日运动轨迹图的绘制方法》一文中在讲到太阳周日运动时认为：因为地球自西向东绕地轴旋转,相应的太阳在地心天球中绕天轴做自西向东的运动,其周日运动轨迹恰与其所在赤纬圈重合[1]。本人认为,这种说法是不准确的。太阳周日运动轨迹是地球自转和公转运动叠加的结果,本人在《从太阳视运动入手正确认识日出、日落时的太阳方位》一文中曾涉及到这一点。由于黄赤交角的存在,     

考虑多大气参数不确定性的地面太阳短波辐射估算误差数学期望

以香港地面站观测的AOD与WVC数据为参照,首先分析了MISR/AOD和MODIS/WVC产品的不确定性描述方法,然后在考虑二者联合不确定性的影响下,推导了辐射传输方程法估算地面太阳短波辐射的相对误差分布函数。通过统计2005―2013年香港MISR/AOD和MODIS/WVC反演值的分布情况,得出两者的联合概率密度函数,然后将AOD和WVC的联合概率密度函数作为权重函数与相对误差分布函数积分,得到对辐射传输方程法估算地面太阳短波辐射的相对误差数学期望。结果表明,夏季在太阳天顶角为0°时,使用MISR/AOD和MODIS/WVC产品估算地面太阳短波辐射的相对误差期望为3.17%,并且有90%的把握使估算结果相对误差＜3.53%;不同季节不同太阳天顶角下、不同置信水平下,地面太阳短波辐射估算的相对误差大小,可为不同应用研究提供基础数据,为评估亚热带地面太阳短波辐射估算结果是否符合应用需求提供依据。     

埃拉托色尼测量地球周长的实验

埃拉托色尼测量地球周长是地理学的重大事件,但国内学界对此了解不多甚至有误解。在梳理和对比国外文献的基础上,本文考证了埃拉托色尼测地实验的条件与环节,对其中涉及的地理、数学问题进行了重新推演,试图明晰该事件的过程与细节。埃拉托色尼将天文学和测量学结合起来,通过在夏至日分别在两地观察太阳的位置,测量影长并加以分析,从而求出地球周长。     

宁夏太阳辐射特征及太阳能利用潜力综合评价

分析宁夏1961—2004年的实测资料和计算各站的太阳辐射,结果表明,宁夏太阳辐射和日照时数北部多于南部,且直接辐射多、散射辐射少,太阳能可利用日数多,太阳能装置的利用率较高。利用主成分综合分析,银川的太阳能及其可利用状况在全国排名第3位,固原排名第12位\.由此可见,宁夏的太阳能资源丰富,可开发条件优越,综合利用太阳能的潜力巨大。     

中国三种太阳辐射起始数据分布式模拟

天文辐射、干洁大气总辐射和湿洁大气总辐射是太阳辐射模拟的3种重要起始数据。依托Iqbal Model C和起伏地形下干/湿洁大气总辐射模型,实现了水平面和起伏地形下干/湿洁大气总辐射分布式模拟。以DEM数据作为地形的综合反映,结合常规气象资料,计算了水平面和起伏地形下中国1 km×1 km分辨率日天文辐射量、干洁大气总辐射量、湿洁大气总辐射量的空间分布,并对3种太阳辐射起始数据的时空分布特征做了对比分析。结果表明：3种辐射量均遵循随纬向变化的宏观分布规律;水平面干/湿洁大气总辐射量的分布体现了海拔的影响,水平面湿洁大气总辐射量的分布还体现了水汽分布的影响;起伏地形下的3种辐射量能很好的体现坡度、坡向和地形之间相互遮蔽等局部地形特征对辐射量的影响;以干/湿洁大气总辐射作为起始数据,将有助于提高太阳总辐射的模拟精度。     

提孜那甫河流域地表太阳辐射估算及其影响因素分析

地表太阳辐射是地球表层主要能量来源,对地表能量平衡、能量交换以及生态水文过程等具有决定性意义。山区地形复杂,其地表太阳辐射时空差异较大且较难估算。采用适用于山区的地表太阳辐射模型对西北昆仑山提孜那甫河流域地表太阳辐射时空分布进行了估算,分析了该流域季节太阳辐射空间分布规律并探讨了地形和云2个重要因素对太阳辐射空间分布的影响。结果表明:（1） 地形因子中周围地形阻挡即地形开阔度（Sky view factor,SVF）与年总太阳辐射的关系最为显著,太阳辐射随SVF增加而增加。（2） 年总太阳辐射随着高程增加首先减少,再而随之增加。探究SVF随高程的变化,发现其与太阳辐射随高程的变化趋势较为一致,因此在山区复杂地形下地表太阳辐射估算中仅利用高程对其校正存在明显不足,需综合考虑地形效应。（3） 研究计算了季节云出现频率空间分布与太阳辐射空间分布的相关系数,结果表明夏季太阳辐射受云影响较其他季节显著。定量分析了地形因子以及云对地表太阳辐射空间分布影响的贡献率,周围地形阻挡SVF对地表太阳辐射空间分布的影响最大,高程和云次之。因此综合考虑地形和云对太阳辐射的影响在山区太阳辐射模拟中是非常必要的,研究可为山区地表太阳辐射模拟提供理论依据,并为山区生态水文过程研究提供方法支撑。     

晴空下山区太阳辐射模拟

由于太阳辐射在山区的空间分布情况较为复杂,在Arcgis,Envi和C++基础上,提出了一个晴空条件下估算山区太阳辐射分布的模型。在借鉴国内外太阳辐射研究成果基础上充分考虑了地形因素和大气状况,利用Modtran大气辐射传输模型、DEM和Modis反照率数据建立了山区太阳辐射计算模型。以黑河上游山区为试验区,利用该模型模拟得到了黑河上游山区的太阳辐射,分析了坡度、坡向、海拔对太阳辐射空间分布的影响,并利用实测值对模型进行了验证,结果表明：该模型可较好地反映研究区内山区太阳总辐射的分布,可用于山区太阳辐射的估算。     

海河流域及周边地区太阳辐射变化成因

Solar radiation is an important driving force for the formation and evolution of climate system. Analysis of change in solar radiation is helpful in understanding mechanism of climate change. In this study, the temporal and spatial variations of solar radiation and the cause of the change in solar radiation have been analyzed based on meteorological data from 46 national meteorological stations and aerosol index data from TOMS over the Haihe River Basin and surrounding areas. The results have shown that solar radiation and direct radiation significantly decreased, while scattered radiation increased during the period 1957–2008. Spatially, the decreasing trend of solar radiation was more and more significant from low population density areas to high population density areas. The spatial distribution of increase in aerosol index is consistent with that of decrease in solar radiation. The increase in aerosols resulting from human activities was an important reason for the decrease in solar radiation.     

西北地区太阳辐射量变化的研究

根据西北地区１５个日射甲种站观测的近３０年来到达地面的太阳辐射量观测资料，经方差分析表明：太阳散射辐射量有２／５的地区在增加，２／５的地区在减少，还有１／５的地区太阳散射、直接辐射量在时间变化上差异都不明显；太阳直接辐射量有４／５的地区在显著减减少；太阳总辐射量几乎各地都在减少，这种减少趋势大致从１９７８年开始，并且用太阳辐射倾向率的形式概括出３种太阳辐射量季节变化类型。     

基于地形的福建省太阳辐射模拟计算及评估

取分布式模拟方法,利用福建省69个气象站1971—2007年日照资料及100 m×100 m分辨率的高程数据,计算了福建省范围内历年1—12月的太阳辐射量.结果表明,福建省年太阳总辐射主要在3 800~5 300 MJ/m2之间,年太阳直接辐射在1 800~2 800 MJ/m2之间;月太阳辐射介于230~590 MJ/m2之间,其中6—9月为一年中辐射较高的4个月份.太阳辐射的高值区主要位于福建东南部的莆田、泉州、厦门、漳州4市的沿海一带,年太阳总辐射超过4 500 MJ/m2,年太阳直接辐射超过2 100 MJ/m2.此外,受地形及地表特征的影响,位于福建北部的南平市的部分地区太阳辐射也相对较高.     

昆明市太阳辐射变化特征及影响因子分析

根据1993—2016年昆明市24 a太阳辐射及其他相关资料,采用回归分析、Mann-Kendall突变检验、小波分析和灰色关联度等方法,分析昆明市地面太阳辐射变化特征,并对其影响因子进行了分析。结果表明,近24 a来昆明市地面接收年太阳辐射量在4620.21~6221.65 MJ/m ²之间变化,最大值出现在2016年,最小值出现在2008年,平均每年的太阳辐射为5598.06 MJ/m ²,且整体上呈现波动式上升趋势。昆明市干湿季分明,干季(11月—次年4月)地面得到的太阳辐射量较多,为2825.22 MJ/m ²,雨季(5—10月)较少,为2774.41 MJ/m ²;一年中地面接收太阳辐射量最多月份在4月,其值为604.75 MJ/m ²,最少的是12月,其值为361.01 MJ/m ²,相差243.74 MJ/m ²。地面接收的太阳辐射有一个突变点为2014年,但不明显。年小波分析表明,近24 a昆明市各年地面接收的太阳辐射量主周期为15 a;季节小波分析发现,干季比雨季振幅大,其主周期都为19 d。近24 a昆明市地面太阳辐射受自然和人为因子共同影响,其中自然因子对太阳辐射影响最大的是降水量,人为因子中对太阳辐射影响最大的是工业总产值,且自然因子的作用大于人为因子。     

塔克拉玛干沙漠塔中与巴丹吉林沙漠拐子湖地表辐射特征对比

利用塔克拉玛干沙漠腹地塔中和巴丹吉林沙漠北缘拐子湖两个陆气通量监测站2013年2月-2014年1月地面辐射观测数据及相应气象资料,对比分析塔中和拐子湖两地的太阳辐射通量和地表反照率差异特征,同时也探究了两地太阳辐射通量和地表反照率与太阳高度角之间的关系。结果表明：（1）塔中和拐子湖两地各辐射通量均呈较为同步的季节变化特征;具有太阳辐射优势的塔中地区因沙尘天气的影响在部分月份地表总辐射小于拐子湖地区;拐子湖由于地表沙粒相对较粗且包含大量透明度较高的石英颗粒,地表反照率和反射辐射均大于塔中地区;两地各辐射通量月平均日变化均呈现出标准倒"U"型结构;（2）拐子湖较粗的地表沙粒导致沙尘天气过后不易形成浮尘,沙尘天气过后各辐射通量恢复至发生之前的状态较塔中地区迅速;（3）两地太阳高度角夏季最大,冬季最小,最大值均可达75°左右,最小值塔中和拐子湖地区分别为45°和40°;各辐射通量随着太阳高度角的升高而增加,地表反照率随之减小,但受多种因素影响各辐射通量最大值并未出现在太阳高度角最大的时候。     

Change of the solar radiation and its causes in the Haihe River Basin and surrounding areas

Solar radiation is an important driving force for the formation and evolution of climate system. Analysis of change in solar radiation is helpful in understanding mechanism of climate change. In this study, the temporal and spatial variations of solar radiation and the cause of the change in solar radiation have been analyzed based on meteorological data from 46 national meteorological stations and aerosol index data from TOMS over the Haihe River Basin and surrounding areas. The results have shown that solar radiation and direct radiation significantly decreased, while scattered radiation increased during the period 1957–2008. Spatially, the decreasing trend of solar radiation was more and more significant from low population density areas to high population density areas. The spatial distribution of increase in aerosol index is consistent with that of decrease in solar radiation. The increase in aerosols resulting from human activities was an important reason for the decrease in solar radiation.