太阳能光伏发电预报方法的应用效果检验与评价

基于湖北省气象新能源研究中心光伏电站一年完整的发电数据与同期气象资料,对辐射和发电功率短期预报方法进行检验分析,结果表明:(1)太阳辐射度预报与实况有很好的对应关系,相关系数在0.77以上,均通过a=0.001的显著性水平检验。(2)光伏发电功率预报的短期方法中,以模式辐照度订正值代入光电转换模型的方法最优,预报第一天的相对均方根误差为0.16。(3)太阳辐射预报及光伏发电功率预报随太阳高度角变化而呈一定的规律性,冬季中午误差最大,夏季晚上误差最小;阴雨天气误差明显高于晴天。如何降低阴雨天气预报时的误差将是下一步工作中需要研究的重点。     

南京市紫外线辐射强度的变化及影响因子

利用南京市2005-02—2009-01共4 a的紫外线辐射观测资料,分析了到达地面的紫外线辐射强度的变化特征,并探讨了云、污染物浓度和雾、霾天气等对紫外线辐射强度的影响。结果表明,低云量对紫外线强度的衰减更明显,最大达58.15%,蔽光性云层对紫外线辐射强度的衰减可达71%～80%;紫外线辐射强度与污染物浓度呈负相关,其中与NO2的相关性最好,为-0.39;晴空条件下,严重霾对紫外线辐射强度的衰减率可达20%以上,浓雾对紫外线辐射强度的衰减接近50%。     

多层城市冠层模式的建立及数值试验研究

为在城市气象数值模拟中更好地体现由城市发展引起的下垫面土地利用改变及人为活动对大气过程的影响,建立了基于建筑物三维分布的多层城市冠层模式,冠层内动力方程组考虑了建筑物冠层拖曳力的作用及雷诺应力的影响,通过引入建筑物宽度、间距以及垂直分布密度指数等建筑物形态特征参数,以更好地体现城市复杂地表对大气温度、湿度及动量方程的影响.同时,该模式分屋顶、4个侧壤及地面分别考虑辐射及能量平衡求解表面温度,计算各表面与大气的通量交换,并考虑辐射阴影效应、冠层内部各个面之间的可视因子、以及与冠层内建筑物密度指数、可视因子等相关的多重反射辐射导致的辐射截陷作用.模式的离线检验结果表明:(1)冠层模式计算风廓线与风洞实验测量数据吻合良好;(2)离线冠层模式能够模拟实际小区的风速、温度垂直廓线,并能够较好地体现小区内气温日变化.冠层模式与区域边界层模式耦合检验结果表明:(1)耦合模拟的近地面(2 m处)气温及地表温度的结果明显优于传统的水泥平板方案,尤其是在夜间,水泥平板方案与实测气温最大偏差4 K左右,耦合模拟方案为1-2 K;(2)耦合模拟方案考虑了建筑物对冠层之上的拖曳力影响以及建筑物形态结构对雷诺应力的影响,风速(10 m处)计算结果与观测值相差约在1 m/s,水泥平板方案偏差3 m/s左右.     

地表太阳紫外辐射强度变化对小麦影响的初步研究

研究表明，紫外辐射强度的增大，对小麦的生长、生理活动及产量的形成，均有不同程度的影响。紫外辐射增加的这些效应又和小麦的各种其他环境条件（如光、热、水等）存在着一定的关系，当某些环境条件处于胁迫状态时，则可能对紫外辐射的植物效应产生一定程度的遮掩作用，减弱其抑制强度。     

2002年南宁不同下垫面温度及紫外线辐射强度评价

对南宁2002年沥青、水泥等不同下垫面温度观测资料和紫外线辐射强度观测资料进行分析,结果表明:沥青、水泥日最高温度均比同期气温明显偏高;南宁属紫外线高辐射地区。     

云闪放电通道发展及其辐射特征

利用闪电宽带干涉仪系统,对中国南方(广东)地区云闪时空演变特征、辐射及其相应电场变化特征进行分析研究。根据云闪电场变化波形,云闪放电过程可划分成活跃阶段和最后阶段,辐射源定位结果表明,云闪放电起始于向上发展的负击穿过程,通道向上发展的速度约为3～3.3×105m·s-1。云闪放电的主通道在活跃阶段形成,该期间辐射源随时间演变和相应电场变化表明,云内电荷结构具有上正下负的偶极性电荷结构。云闪的最后阶段辐射源主要在早期形成的通道内出现,其辐射源活动特征与地闪的回击过程比较相似;云闪辐射能量主要集中在2～3MHz以下的低频段,且辐射强度随频率增加迅速减弱。     

Changes to the Surface Level Solar Ultraviolet-B Radiation Due to Haze Perturbation

The South-East Asian region experienced a haze episode in 1994 which was widely believed to be due to widespread forest fires in Sumatra and Kalimantan (Indonesia). Broadband measurements of the surface level solar ultraviolet-B, UV-A and Global radiation at Penang (Malaysia) are used to study the effect of the 1994 haze on effective UV-B irradiance. We find that during the haze episode, there is enhanced absorption of surface level UV-B radiation. The effect of haze on UV-A and Global radiation is much less. The reduction in absolute noon time UV-B irradiance (mostly cloud free) during the 1994 haze period was 23% relative to the UV-B irradiance during thecorresponding haze-free period in 1995. Even though the noon time radiation data minimizes the cloud effect in the results presented some cloud effect is still present.     

Retrieval of outgoing longwave radiation from COMS narrowband infrared imagery

Hourly outgoing longwave radiation(OLR) from the geostationary satellite Communication Oceanography Meteorological Satellite(COMS) has been retrieved since June 2010. The COMS OLR retrieval algorithms are based on regression analyses of radiative transfer simulations for spectral functions of COMS infrared channels. This study documents the accuracies of OLRs for future climate applications by making an intercomparison of four OLRs from one single-channel algorithm(OLR12.0using the 12.0 μm channel) and three multiple-channel algorithms(OLR10.8+12.0using the 10.8 and 12.0 μm channels; OLR6.7+10.8using the 6.7 and 10.8 μm channels; and OLR All using the 6.7, 10.8, and 12.0 μm channels). The COMS OLRs from these algorithms were validated with direct measurements of OLR from a broadband radiometer of the Clouds and Earth's Radiant Energy System(CERES) over the full COMS field of view [roughly(50°S–50°N, 70°–170°E)] during April 2011.Validation results show that the root-mean-square errors of COMS OLRs are 5–7 W m-2, which indicates good agreement with CERES OLR over the vast domain. OLR6.7+10.8and OLR All have much smaller errors(～ 6 W m-2) than OLR12.0and OLR10.8+12.0(～ 8 W m-2). Moreover, the small errors of OLR6.7+10.8and OLR All are systematic and can be readily reduced through additional mean bias correction and/or radiance calibration. These results indicate a noteworthy role of the6.7 μm water vapor absorption channel in improving the accuracy of the OLRs. The dependence of the accuracy of COMS OLRs on various surface, atmospheric, and observational conditions is also discussed.     

非匀一冠层热辐射方向性3维模型构建——以玉米冠层为例

建立适用于多类型植被场景的热辐射方向性模型是进行地表热辐射方向性研究的一种手段。利用真实植株几何及生理参数的统计平均值来刻画理念植株,并给定其空间分布特征,进行不同生长期植被冠层的描述。基于冠层双向孔隙率思想构建了冠层热辐射方向性3维模型,模型继承了孔隙率模型在计算冠层热辐射方向性上的简洁优势同时以几何光学的思想考虑了冠层空间异质性对冠层热辐射方向性的影响。以玉米冠层为例,进行了不同生长期玉米冠层热辐射方向亮温的模拟,通过与实地测量数据的比对表明,本文发展的模型能够较准确地模拟不同生长期玉米植被场景的方向亮温变化规律,模拟误差主要来自理念株的刻画误差、玉米叶片形状的近似以及忽略了多次散射贡献等3个方面。模型的构建方法对稀疏植被场景、浓密植被场景、多类型植被的混合场景均可适用,不同观测几何下的植被场景4组份面积比计算结果有望应用于复杂地表条件下地表返照率的研究。     

气溶胶大气辐射校正区域性分析

针对使用6S模型中标准气溶胶模型进行大气辐射校正时结果较差的问题,该文提出使用实测气溶胶模型代替其进行计算。利用AERONET数据产品分析了香河、榆中等部分站点的气溶胶成分及其区域性分布特点,证明了中国气溶胶的成分具有明显的区域特性;并对6S模型中标准气溶胶模型与香河地基观测气溶胶光学参数进行比较,结果表明,两者具有较大的差异;最后使用不同的气溶胶模型校正Landsat5TM影像,结果表明,采用实测气溶胶数据进行大气辐射校正结果较优。