对等辐照方位与建筑朝向的选择

本文计算并分析了墙面可照时间和天文辐射日总量及其随坡向的分布,从中发现,存在东西对称的方位,在该方位上墙面的可照时间或天文辐射日总量在冬夏半年各自对应的太阳赤纬时都相等,称之为对等日照方位和对等辐射方位,统称为对等辐照方位,并且,在对等辐照方位以南的各方位上冬半年的可照时间（天文辐射日总量）大于夏半年对应太阳赤纬时的值,而对等辐照方位以北各方位的情况相反,因而对等辐照方位可作为适宜建筑朝向选择的临     

非水平面上日射强度和日射日总量的计算方法

一、引言 坡地辐射状况在起伏地形小气候研究中占有重要地位,它制约着不同方位坡地热状况和水分状况。此外,倾斜面(包括墙面)上的辐射特征,也是农业、建筑业、太阳能利用等方面所必需的。因此,关于非水平面(坡地、倾斜面、墙面等)上的辐射状况研究,早为国内外学者们所注意。由于日射观测通常都是对水平面进行的,而非水平面上日射强度和日射总量一般都是用计算方法得出的。在一般计算中,或者是不考虑大气的存在(天文     

基于DEM的黄河流域天文辐射空间分布

基于1 km×1 km分辨率的数字高程模型(DEM) 数据,利用建立的起伏地形下天文辐射分布式计算模型,计算了黄河流域1 km×1 km分辨率各月天文辐射的空间分布。结果表明:局部地形对黄河流域年和四季天文辐射的空间分布影响明显;在太阳高度角较低的冬季,地理和地形因子对天文辐射的影响相当强烈,山区天文辐射的空间差异大,1月份向阳山坡(偏南坡) 天文辐射可为背阴山坡(偏北坡) 的2~3倍,极端天文辐射的差异可达10倍以上;而在太阳高度角较高的夏季,天文辐射空间差异较小,7月份不同地形极端天文辐射的差异仅在16%左右;四季中,地形对天文辐射影响的程度为冬季>秋季>春季>夏季。     

上海城市对太阳辐射的影响

上海是我国人口密度、建筑物密度和能源消耗量最大的城市,其对太阳辐射的影响十分显著,主要表现为:(一) 自六十年代末期开始,上海龙华台的太阳直接辐射显著减少,散射辐射逐渐增加,总辐射有所减少,而在同时期内上海郊县站则无此变化。谱分析结果表明,上海城市太阳辐射的这一变化趋势,与市区的耗煤量和降尘量密切相关。(二) 由同一时期城市与郊区所观测到的日照百分率和云量记录及回归方程计算,得知城区的太阳直接辐射和总辐射值比郊区小,散射辐射值比郊区大,城市有混浊岛效应。     

基于GIS的起伏地形下天文辐射分布式模型——以贵州高原为例

天文辐射是辐射计算、太阳能资源评估及其他相关研究领域重要的起始参量,由于坡度、坡向和地形之间相互遮蔽等局地地形因子的影响,使实际起伏地形下获得的天文辐射与水平面上获得的天文辐射有一定差异。确定实际起伏地形下天文辐射是比较困难的。应用数字高程模型(DEM)数据和地理信息系统(G IS),建立起伏地形下天文辐射分布式计算模型,计算了起伏地形下贵州高原100 m×100 m分辨率天文辐射精细空间分布,分析了局地地形因子对起伏地形下天文辐射的影响。结果表明:(1)贵州高原起伏地形下天文辐射的空间分布具有明显的地域分布特征。(2)贵州高原起伏地形下天文辐射年总量平均为481.7~13 041.8 M J/m2,1月、7月天文辐射分别为0.0~1 244.7 M J/m2、0.0~1 264.8 M J/m2。(3)局地地形因子对起伏地形下天文辐射空间分布的影响随季节和纬度变化,虽然坡度、坡向和地形遮蔽对天文辐射的影响,在太阳高度角较低的1月比太阳高度角较高的7月相对较大,但因为7月水平面获得的天文辐射的强度相对较大,7月局地地形对天文辐射的影响依然显著。因此,贵州高原起伏地形对天文辐射的影响是不容忽视的。     

我国日照时数和总辐射的空间分布场

运用多项式回归分析和双随机样本检验,模拟日照时数和总辐射及其影响因子(可照时间、总云量和天文辐射、日照百分率)年值和1月值、7月值的三度空间分布场,取得了满意结果。这可应用在无测站地区,仅凭经纬度和海拔估算出上述气候要素值,估算的平均相对误差大多在5％以下(最好的达0.3‰)。     

坡地等日照时间和等日照方位的解析研究

本文用数学分析的方法研究了等日照时间ＥＩＤ和等日照方位ＥＳＡ的存在条件，存在衣其分布规律，找到了计算ＥＩＤ和ＥＳＡ的具体数学表达式。     

地理信息系统支持下的坡面太阳辐射计算

本文介绍了在地理信息系统(GIS)的空间数据席支持下的区域坡面太阳辐射计算方法。使用该方法,可用计算机按地表实际的地形参数计算山区地表接受太阳总辐射,直接辐射和散射辐射的日、月、年总量,揭示其空间分布规律。这对区域的自然与生态环境研宄具有更要价值。     

贵州高原复杂地形下月平均日最高气温分布式模拟

在前人研究的基础上,对以前的模型进行改进,考虑了坡度、坡向和地形相互遮蔽作用对复杂地形下天文辐射的影响,基于数字高程模型(DEM)数据,建立以天文辐射为起始数据的复杂地形下月平均日最高气温的分布式模型,在模型中考虑了海拔高度、复杂地形下太阳总辐射、日照百分率对月平均日最高气温的影响.以贵州高原为例.应用100m×100m分辨率的DEM数据.1960-2000年贵州省及周边102个气象站常规气象要素观测资料以及NOAA-AVHRR观测资料,10个气象站的太阳辐射量资料,计算了贵州高原各月及年平均日最高气温精细空间分布.结果表明:(1)坡度、坡向、地形遮蔽对月平均日最高气温的影响较大,由于局地地形因子的影响,复杂地形下月平均日最高气温的空间分布具有明显的地域分布特征,局地地形对月平均日最高气温的影响是不容忽视的.(2)季节不同,局地地形因子对复杂地形下月平均日最高气温空间分布的影响不同,冬半年大于夏半年.月平均日最高气温随海拔高度的增加而降低.南坡随坡度的增大而升高:北坡随坡度的增大而降低.在坡向影响上,1-5月、10-12月偏北坡月平均日最高气温偏低,偏南坡月平均日最高气温偏高;7-8月因太阳高度较高,因此出现相反的情况.北坡高于南坡.     

太阳总辐射气候学计算的简捷方法

在计算太阳总辐射时,人们常采用: Q=(Q+q)_0(a+bs), (1)其中。(Q+q)_0为最大晴天总辐射,S为日照百分率,a、b为待定常数;或: Q=Q_O(a+bs) (2)其中Q_0表示大气上界的辐射总量;或: Q=a+bQ_AS (3)其中Q_A表天文辐射理论值。     

复杂地形区太阳短波辐射空间变异分析

太阳短波辐射是地表辐射收支平衡的重要参量,水汽、气溶胶等大气环境与坡度、坡向等地形效应导致其空间分布变异特性。该文利用复杂地形区太阳短波辐射遥感估算模型已有成果,采用ArcGIS和GeoDa空间分析及地统计建模方法,分析了黑河流域上游大野口子流域太阳短波辐射的空间变异特性与规律。研究表明,各分量中,太阳短波直接辐射空间变异系数最大,各向同性散射辐射空间变异系数最小。在研究区任意选择2 115个点进一步分析发现,MODIS过境时刻太阳直接辐射空间变异性规律受地形起伏度、坡度和坡向影响,各向异性散射辐射分量表现特征与太阳短波直接辐射类似,而各向同性散射辐射地形效应不明显。Moran′s I分析表明,太阳短波辐射各分量具有显著的空间正相关关系,南坡自相关性最强,西坡次之,北坡空间自相关性较弱,而东坡空间自相关性最弱。Moran散点图表明,地形起伏度对散射辐射,尤其是对各向同性散射辐射空间分布影响较大,而对周围地形反射辐射影响较小。     

六盘山华北落叶松林坡面土壤含水量的时空变化

受气象、地形、土壤、植被因子的影响,土壤水分具有坡面位置变化和空间尺度效应,需对此深入理解和精细刻画,以便为精细化森林管理、坡面生态水文研究中的代表性样地选择和尺度转化提供科学依据。在宁夏六盘山香水河小流域,选择一个设置有空间连续样地的华北落叶松人工林典型坡面,于2015年5—10月利用土钻取土,并烘干测定了0~100 cm土层的质量含水量,研究生长季内各月土壤含水量沿坡的时空变化规律。结果表明:(1)土壤含水量存在沿坡变化,在整个生长季表现为随水平坡长增加先逐渐升高,在坡中上部(水平坡长109.2 m)达到最大,之后逐渐降低并在坡中下部(水平坡长350.4 m)达到最小,之后又有所回升。各月的土壤含水量沿坡变化趋势与整个生长季基本一致。(2)土壤含水量存在坡面尺度效应,表现为土壤含水量滑动加权平均值随水平坡长增加有明显变化,整个生长季及各月的土壤质量含水量的坡面尺度效应的变化趋势基本一致,但数值大小有所不同。(3)在研究年份为平水年和降水较多的条件下,土壤持水性能是影响土壤质量含水量沿坡差异格局的主要因素,表现为各月土壤含水量均与土壤孔隙度、持水能力显著相关。(4)对整个坡面平均土壤质量含水量而言,最佳代表性样地位于坡中部相对水平坡长0.57处,可由此样地的土壤含水量测定值代表坡面均值,并可利用本文建立的该样地土壤含水量测定值与坡面均值的关系式精确上推估计坡面均值。     

太阳辐射时空分布的多因子计算

一、前言 太阳辐射的分布和变化是决定气候形成的基本要素,又是太阳能工程设计和农业生产潜力估算的重要依据。但是有限的辐射测站不能提供足够的资料,因此太阳辐射的计算及其方法的改进一直是许多研究者注意的目标。在广泛采用的经验方程y=S_o(o+bx)中,y代表总辐射(或直接辐射或漫射辐射),x一般为某一遮蔽因子,如相对日照或     

青藏高原及其毗邻地区太阳总辐射与日照百分率的关系

本文利用1982年8月至1983年7月高原及毗邻地区二十五个站的日射资料,分别用理想大气总辐射(Q_I)和天文总辐射(Q_0)拟合得到了各站总辐射与日照百分率之间的相关方程。平均相对误差分别为7.89%和6.68%。如果分冬、夏二半年,则冬半年平均相对误差分别为7.75%和5.96%,夏半年分别为7.32%和6.31%。此外,我们还给出了系数a、b分布图。     

秦岭太白山的辐射状况

本文根据1979年夏季在秦岭太白山布点观测的结果分析了辐射平衡各分量在高山上与山下平地的差异及其随海拔高度的变化规律,同时也分析了太白山南北两面水平面及坡面上辐射平衡各分量的差异及下垫面反射率与坡地方位的关系。此外,还提出了消除地形对直接太阳辐射和散射辐射影响的方法及计算日平均反射率的合理方法。     

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。     

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。     

我国亚热带东部山区坡面净辐射的分布特征

本文首次计算并分析了我国亚热带东部山区坡面辐射平衡各分量，重点讨论了净辐射的地理分布特征及其变化规律。结果表明，本区各坡向年均净辐射的分布都具有南北高、中间低的特点、湘鄂西部为最低值区。夏季因受副高控制的影响，净辐射分布形势差别较大。净辐射在各坡向间的差异以冬季最大，夏季最小。夏季南、北坡净辐射随坡度的变化形式基本相同，冬季则安全相反。净辐射的年变幅以南坡最小、东、西坡次之，北坡最大。本文计算结果还揭示出冬季在本地区北坡的面净辐射可出现包值的新事实。     

复杂地形下非各向同性散射辐射问题的研究

本文提出了计算复杂地形下的散射辐射的一个非各向同性模式。计算值与观测值相比，误差较小。模式中的两十参数不受地形的髟响，仅与光钱经过的大气中的散射物质含量有关，具有比较好的稳定性。利用这个模式，不但可以计算不同遮蔽下不同坡度，坡面的散射辐射，而且可根据短期考察进行资料延长，最后根据实测资料找到了两个参数与大气透明度、太阳高度和云量之间的关系，并且发现这个关系不依赖于所用资料的区域，适用面较广。因此，只要根据台站资料，就可以直接把本文的模式用于城市采光、太阳能资源和气候资源的计算中。     

计算蒸发力的М.И.БудьΙко方法之化简及与H.L.Penman法的比较

文献所给计算蒸发力E_0的М·И·Будыко公式为:E_0=ρD(q_s-q'_a),(1)其中,ρ为空气密度,D为外扩散系数,q_s为与蒸发面温度T_s相应的饱和比湿,q'_a为空气的实际比湿.由方程R_0-Q=L_ρD(q_s-q'_a)+(4δσT_a~3+ρC_pD)(T_s-T_a)(2)解得.其中,R_0表示据气温算出有效辐射时所得的蒸发面湿润状况下的辐射平衡值,Q表示蒸发面与其下层土壤间的热交换量,δ是灰体辐射系数,σ是史蒂芬-波尔兹曼常数,