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     

1960-2005年京津冀地区地表太阳辐射变化及成因分析

利用1960—2005年京津冀地区的地面太阳辐射资料,综合分析了该地区45年太阳辐射的分布状况和变化趋势,并结合云量、降水量、气溶胶光学厚度和大气含水量,分析了该地区太阳辐射的变化原因。结果表明:(1)京津冀地区的太阳辐射并没有出现20世纪80年代末到90年代中期的"变亮"现象;同期冬、春季总辐射下降,夏、秋季上升;(2)在1985—1997年间,依据总辐射变化情况,京津冀地区被分为截然相反的两个区域:东部地区总辐射增加,倾向率为1.016 MJ.m-2.mon-1.(10a)-1;西部地区总辐射减少,倾向率为10.092MJ.m-2.mon-1.(10a)-1;(3)总辐射增加的区域,主要是由于云量减少、降水量减少所伴随的日照时数增加以及气溶胶光学厚度降低所造成的;(4)总辐射减少的区域,云量、气溶胶光学厚度和降水量变化并不显著,总辐射持续减少。     

基于卫星遥感的新疆地表太阳总辐射估算

为了实现地表太阳总辐射合理的精细化模拟,本文尝试将天文辐射分布式理论模型和总辐射气候学经验模型相结合,引入重采样后的FY-2G卫星遥感总云量资料,建立了基于卫星遥感数据的地表太阳总辐射估算模型,并以气象站点稀疏的新疆为例,完成年、季地表太阳总辐射的精细化空间模拟,同时对模拟结果进行分析和检验。结果表明:(1)新疆区域年天文辐射量由南向北递减,大致以天山为界,天山以南区域的年天文辐射量高于10 000 MJ·m^-2,天山以北低于9750 MJ·m^-2,三大山脉对天文辐射的影响非常明显;(2)基于条带状重采样后的FY-2G总云量建立的日照百分率模型,其模拟的新疆区域平均绝对误差14.4%,且空间分布更加客观;(3)新疆"单站单月式"地表太阳总辐射气候学估算模型中,相关系数在夏半年较高,冬半年略有下降,且a、b系数的互补关系较为稳定;(4)从地表太阳总辐射检验结果来看,全区地表太阳总辐射的均方根误差年平均3.08 MJ·m^-2,模拟结果夏半年好于冬半年,南疆好于北疆,其中乌鲁木齐误差最大;(5)新疆年地表太阳总辐射整体表现为由西北向东南逐渐增加的空间分布,南疆盆地的总辐射量高于北疆盆地,天山山区西部为低值中心,而春、夏季总辐射由西向东呈经向分布,秋、冬季则呈纬向分布。     

青藏高原中东部云量变化与气温的不对称升高

利用ISCCP资料和地面观测资料,对1984 2009年青藏高原中东部云量和云状的气候特点进行了研究,并分析了日最高温度和日最低温度的变化特点及其与云量变化之间的关系。结果表明,青藏高原中东部地区中低云量呈明显的单峰型日变化,而高云云量日变化不显著;青藏高原地区日最低气温的上升速率与日最高气温不一致,即气温出现不对称升高。青藏高原中东部地区白天、夜间云的变化分别与日最高、最低气温的变化速率存在显著相关,并在云量变化与气温的不对称升高之间存在着正反馈机制。高原中东部地区不对称升温使得日出时的地气温差减小,并可能通过减弱对流作用使日出后的云量减少。云量的减少导致到达地面的太阳短波辐射增加,从而使得当日上午气温升高明显;中午,高云的增多与中低云的减少增加了地面接收的太阳短波辐射,导致了较高的日最高温度;而傍晚除卷云外,各类云的云量均出现增加,起到了减缓傍晚气温下降的作用,有利于出现较高的日最低温度。     

内蒙古中东部太阳辐射变化及相关要素分析

利用二连、通辽、海拉尔3个站的太阳总辐射观测资料,分析了内蒙古中东部（1961-2007年）近47年来的总辐射变化规律。探讨了气温、降水、日照、云量等要素的变化及与太阳总辐射的相关关系。结果显示,我区东北部太阳总辐射呈波动减少的变化趋势,东南部和中部地区变化趋势虽不明显,但近20年的年际波动明显不同。相关要素分析显示,总辐射与日照时数和夏季气温有很显著的正相关关系,与总云量和降水量呈负相关关系。     

1955-2012年安顺日照时数和云量变化特征分析

利用安顺站58 a(1955-2012年)逐日日照和云量资料,应用线性倾向估计、滑动平均、m-k检验等方法,对日照和云量的气候变化特征进行分析.结果表明:年日照时数和各季日照时数均呈下降趋势,但均未通过信度检验,属于正常的气候波动;年总云量在7.8～8.8成之间变化,没有明显的趋势.低云量在6.2 ～8.2成之间变化,变化幅度达到了20％,上升趋势显著.用M-K法进行突变检验知低云量在1972年发生了由少到多的突变.     

中国北方云量变化趋势及其与区域气候的关系

利用我国35°N以北地区333个测站46年逐日地面观测总云量、低云量、降水量和温度资料,系统地研究了该地区云和降水的空间分布特征,用趋势分析方法分析了各区内的总云量、低云量及降水量的变化趋势。结果表明,我国35°N以北地区东部总云量、低云量呈明显减少趋势,而西北区西部略有增加。降水量表现出西北区西部及东北区西部呈增加趋...     

大气模式中云量诊断的系统性误差研究

对云量的诊断方案作了深入的分析,证明了无论云量与其他变量的关系是离散型还是连续型,只要云量与其他变量的关系是由凸函数描述的,则云量会系统性地偏少;反之,如果云量与其他变量的关系是由凹函数来描述的,则云量会系统性地偏大。故Slingo型云量方案中,大尺度云量会系统性偏少,而积云对流所对应的云量会系统性地偏大。同时还证明了如果其他气象变量是高频振荡型的,则云量与该气象变量的关系在局地相关较好,而长期时间平均后则相关程度急剧下降;如果其他气象变量是稳定型变量,则云量与该气象变量的关系在局地相关长期平均好,但就短时间而言相关较差。故云量方案(含Slingo型)存在系统性误差,应被新的物理上更合理的方案所代替。     

阿拉善高原近40a总云量变化特征分析

利用阿拉善高原近40a(1971—2010年)观测年及四季平均总云量,分析其时空变化特征及Hurst指数,并对总云量与降水量、平均气温、日照时数及相对湿度等因子之间的关系进行分析。结果表明:(1)阿拉善高原近40a平均总云量在38.3%~45.8%之间;北部地区年平均总云量减少趋势显著,南部地区呈不明显的减少趋势。(2)年平均总云量与相对湿度呈显著正相关,与降水量、日照时数、平均气温相关不显著。春季、秋季和冬季总云量与降水、相对湿度呈显著正相关,与日照时数显著负相关,与平均气温相关性不显著。夏季总云量和降水量相关不显著,与相对湿度呈显著的正相关,与日照时数和平均气温呈显著的负相关。(3)Hurst指数分析显示,阿拉善高原北部地区年平均总云量、南部地区春季总云量、东北地区夏季总云量未来将显著减少,其余地区年及四季总云量的减少趋势不显著。     

Temperature, Relative Humidity, and Cloud Fraction Predicted by the NCEP Global Forecast System at the ARM SGP Site during 2001-2008:Comparison with ARM Observations

利用美国大气辐射测量项目(ARM)制作的“气候模拟最佳估计”(CMBE)观测数据集,检验美国环境预报中心(NCEP)全球预报系统(GFS)2001～2008年在ARM Southern Great Plains(SGP)站点预报的大气温度、相对湿度和云量的垂直分布,主要结论如下:(1)NCEP GFS较好地预报出了温度和相对湿度的季节变化.就各个季节平均而言,NCEP GFS高估了1.5～12km的大气温度,同时低估了春冬季13～16km和秋冬季1.5km以下的大气温度,各高度上温度偏差绝对值小于1℃;NCEP GFS预报结果再现了观测到的相对湿度垂直分布的双峰结构,但是高估了4～12 km的相对湿度.模式分辨率提高(T170L42更新为T254L64)显著改进了14～18 km相对湿度的预报.(2)预报的云量在10 km以下小于观测值,在10～13 km则高于观测值,而且,NCEPGFS没有预报出非降水性低云的云量,其预报的降水云的云量在8km以下也低于观测值,反映出NCEP GFS模式中浅对流和深对流活动不够活跃.(3)NCEP GFS模式用预报的相对湿度和云水/云冰混合比(qc)诊断云量,采用同样的诊断公式由观测的相对湿度和NCEP GFS预报输出的qc计算云量,得到的云量在11 km以下所有高度上都更加显著地小于观测值,即比NCEP GFS对云量的低估更加严重,说明NCEP GFS可能低估了此高度区间的qc.(4)2001～2008年间NCEP GFS预报的温度、湿度和云量改进不显著,其预报云量和qc的误差很可能与模式中深对流和浅对流方案、层云微物理方案的不确定性有关.