河西走廊东部太阳能分布特征及指数预报

利用线性回归和线性相关分析方法对近30a年河西走廊东部民勤代表站的太阳总辐射资料进行研究。结果表明:河西走廊东部年平均太阳总辐射为6166.2MJ/m2,年平均太阳总辐射总体呈上升趋势,进入21世纪后,年太阳总辐射值稳定在(6000～6400)MJ/m2的高值区间上,说明全球增暖的气候背景下,河西走廊东部太阳能总辐射值稳定且有所增大,这为该区域内太阳能资源开发提供了有利的气候背景。太阳总辐射存在明显的季节变化,夏季最强,次强为春季,最弱的是冬季。太阳总辐射的月际变化呈单峰型,最大月份出现在6月,最小月出现在12月。尝试利用ECMWF数值预报产品作为预报因子库,采用press算子普查影响太阳总辐射变化的主要因子,对一特定地区和特定季节影响太阳总辐射变化的主要因素有温度、水汽压、相对湿度、比湿、温度露点差、露点温度等。这些因子不但与表征太阳辐射强弱的温度有关,还与空气中水汽含量的多少有关。采用最优子集回归精选因子,建立逐日太阳总辐射BP神经网络分月预报模型,并将其预报产品根据不同季节服务对象的不同划分预报等级指数,提出服务对策建议。业务试用结果表明:BP神经网络预报模型具有较强的非线性处理能力,能较好地表征日太阳总辐射的变化,预报拟合率和准确率均达较高水平,业务系统与MICAPS对接,实现全自动化,可制作一周内太阳辐射指数预报,为太阳辐射精细化预报提供了重要的技术支撑,也为开展太阳能气象指数预报提供了一种好的思路和方法。     

基于DEM模型和气候学计算的滇南山区太阳总辐射空间化

地形和地势引起的温度、热量、水分差异是局地自然地理环境空间格局分异的内因所在,而太阳总辐射是地表物理、化学、生物等过程的主要能源,是理解或解释陆地表层格局的重要基本参数。本研究结合太阳总辐射的两种主要气候学计算模式Angstrom模型和Bristow-Campbell模型,以DEM、月均温差、月平均日照百分率以及地理纬度、赤纬等为基础数据,通过潜在太阳总辐射的空间化实现和太阳总辐射的气候学推算两个过程,成功实现了云南省中南部山地的多年平均1月~12月太阳总辐射的空间化;通过两个有多年太阳总辐射数据的站点实测数据检验,模拟结果良好：各月太阳总辐射平均误差率均小于10%,平均为3.69%;同时,也提供了一个可以借鉴到其它山地丘陵区的太阳总辐射空间化模式。     

内蒙古典型草原区太阳能资源变化特征及其与气候变化的关系

使用锡林浩特1961年～2017年太阳总辐射和气象观测资料,利用线性回归分析法、M-K突变检验法和相关分析法,分析了内蒙古典型草原区太阳总辐射变化特征及气候变化因子和太阳能资源的关系,结果表明:近57年地面接收的太阳总辐射量呈上升趋势且在2002年之前存在12年周期性;气温、地温、云量、能见度呈缓慢上升趋势,降水量和平均相对湿度呈缓慢减少趋势;气温和地温对太阳总辐射变化响应敏感;总云量、低云量、降水和相对湿度与太阳总辐射呈负相关;能见度与太阳总辐射呈正相关;内蒙古典型草原区气候暖干化有利于到达地面太阳能资源的增加和开发利用。     

杭州太阳日总辐射变化特征分析

太阳辐射是地球上最基本、最重要的能源来源,也是气候形成和天气变化的主要因子之一,对工农业生产、国防建设有着重要的意义.本文利用太阳总辐射的气候学经验公式Q=O0(a+bs),根据杭州1993年～2005年逐时太阳总辐射和逐日日照百分率的资料,采用SPSS统计软件的回归分析,按季节导出杭州太阳日总辐射经验公式的系数,并对四季经验公式进行检验与误差分析.结果表明:①按季节建立的经验公式的精度较高;②杭州地区月太阳总辐射平均值为359.17MJ/m2,月太阳总辐射在(204.31～564.83)MJ/m2之间;月变化表现为双峰型,5月和7月为两个高值,6月因受梅雨天气的影响为一相对低值;③杭州日总辐射的历年平均值为11.87MJ/m2,上午、下午辐射总量分别7.52MJ/m2和4.35MJ/m2.比例约为1.7:1一天中杭州太阳总辐射最大值在11时36分出现.     

云对太阳辐射的影响

到达地面的太阳辐射受到很多因素的影响,如云的反射和散射等,随着云的类别、厚度,是否伴随降水等,它对太阳总辐射的消弱作用也是不同的,高云对太阳总辐射的消弱作用较小;中云对太阳总辐射的消弱较强;低云的消弱作用最强,随着降水量的增加,总辐射也随之锐减     

复杂地形条件下的太阳资源辐射计算方法研究

借鉴国内外已有的太阳辐射计算方法，考虑地形和大气衰减因子，通过组件技术实现GIS与太阳总辐射计算模型集成，建立了太阳潜在总辐射计算模型。同时利用我国107个气象观测站的多年逐日太阳辐射资料，假设多年中有1d为晴朗无云的天气，即取多年中的最大太阳总辐射值为核算日的潜在日总辐射值，进行模型检验，证明该方法可行。     

广东省太阳总辐射的气候学计算及其分布特征

通过对国内外太阳总辐射气候学计算方法的分析对比，确定 为广东省最佳计算公式。根据广州、汕头1961--2002年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各月的经验系数，并计算了全省各地的月太阳总辐射。结果表明，除雷州半岛的徐闻和雷州以外，全省其他地区太阳总辐射年变化都表现为单峰型，7月最大，2月最小，而雷州半岛的徐闻和雷州表现为双峰型，7月和5月为两个高值，6月为一相对低值。全省年太阳总辐射在3,758.8--5,273 MJ?m-2之间，东部、沿海多，北部、西部少，其中年总辐射最大值出现在粤东的南澳，其值高达5,273 MJ?m-2，最低值出现在粤北的连山，年太阳总辐射只有3,758.8 MJ?m-2     

利用云量估算南京地区日总辐射方法的研究

为填补实测太阳辐射资料的空缺,利用南京地区1961年-2010年常规气象资料建立了由总云量反演逐日太阳辐射的模型,并对南京地区近50年来太阳总辐射的变化特征进行了分析.首先采用南京气象站1961年-2000年实测太阳总辐射数据借助粒子群优化算法确定了模型参数,然后利用2001年-2010年数据对模型效果进行了检验.结果表明:辐射模型模拟值与实测值拟合程度较好,Nash-Sutcliffe效率系数(NSE)、均方根误差(RMSE)和皮尔逊相关系数(r)分别为0.74、48.6W/m2和0.8.南京地区太阳总辐射受云量影响较大,其年内变化趋势基本与晴空辐射相吻合,但又存在差异,这主要是与梅雨季节有关.     

中国西北地区太阳总辐射的气候特征

利用中国西北地区28个测站1961年-2003年1月-12月太阳总辐射资料,采用趋势分析、Mann-Kendall分析、相关分析、对比分析等方法,分析了43年来西北地区太阳总辐射的时空分布特征及其变化规律。结果表明:①西北地区太阳总辐射在(4300～7000)MJ(/m2·a)之间,从东南和西北向中部增加,高值区在青海高原。冬季总辐射最少,夏季最多,春季多于秋季;区域内总辐射表现出"愈多愈稳"的分布特征;②西北地区年总辐射以92.07MJ(/m2·10a)的速率递减,1973年是突变点,北疆和西北地区东部的减少率最大,减少中心在吐鲁番和西宁;总辐射年、季变化相似,20世纪60年代-70年代偏多,80年代达到最小值,90年代以后有所增加但仍以偏少为主,这与全球的变化趋势一致;③青海高原的太阳总辐射呈双峰型分布,其余大多数地方为单峰型;④通过分析发现云量、相对湿度、降水等影响总辐射的地理分布,间接证明大气气溶胶含量的增加可能是总辐射下降的原因。     

1960年至2009年河西走廊东部太阳辐射变化规律及太阳能资源利用分析

利用线性回归分析和Mann-Kendall检验法,统计分析了河西走廊东部1960年-2009年近50a来的太阳总辐射和日照时数的变化规律。结果表明:河西走廊东部年平均太阳总辐射为5988.7MJ/m2,为太阳能资源丰富区,太阳总辐射存在明显的季节变化,月和日太阳总辐射变化趋势均呈单峰型。河西走廊东部年平均太阳总辐射在波动中上升,其线性倾向率为+12.7MJ(/m2·a);春、夏、秋、冬季的太阳总辐射呈不同程度的上升趋势,线性倾向率为+4.72MJ(/m2·a)、+5.69MJ(/m2·a)、+2.0MJ(/m2·a)、+0.17MJ(/m2·a)。年太阳总辐射、年日照时数的突变增大年与区域内气候开始变暖年同步,气候变暖使区域内中北部川区降水呈增多趋势,说明全球增暖的气候背景下,降水增多对空中的大气污染物有抑制作用,有利于河西走廊东部太阳能总辐射值、日照时数的增大。河西走廊东部年日照时数在空间分布呈现由北向南逐渐减少,季节分布呈现由夏-春-秋-冬季减少。研究区域太阳能资源总量丰富,有利于太阳能资源的开发利用。     

基于ArcEngine太阳能资源评估业务系统的研制及应用

以陕西省气象数据、卫星遥感数据、地理数据等为数据源,采用Delphi开发语言,以基于COM组件技术的ArcEngine作为底层开发平台,使用基于构件的方法研制了陕西省太阳能资源评估业务系统。该系统包括辐射数据管理、辐射资源计算、太阳能资源评估和产品制作等四部分模块,其中辐射资源计算主要包含水平面和山地太阳总辐射分布式计算两种模型,是本系统的核心模块。该系统可提供陕西省不同时间尺度上太阳总辐射、直接辐射、散射辐射等的水平面和山地辐射模拟值,并可完成对全省太阳能资源丰富程度、稳定程度、资源储量等指标的评估,实现了太阳能业务工作的系统化,有效地解决了目前太阳能资源计算和评估中存在的问题。     

基于RS/GIS的三江源地区太阳能资源遥感估算方法研究

利用风云系列静止气象卫星可见光通道的行星反照率和红外通道亮温,依据地球-大气系统的物理模式反演得到三江源地区太阳总辐射。本文在Dedieu模式的基础上,考虑了高程、气溶胶、云和水汽的变化对晴天地表太阳辐射的影响,同时结合2005年-2007年玉树、玛沁两站地面实测辐射资料对模型参数修正,反演得到了地面的太阳总辐射;反演数据与地面辐射站直接测量的结果进行了比较分析,小时、日辐射相关系数达0.92以上,晴天两者的差别在5%以内,绝对误差在2MJ/m2以内。小时太阳总辐射时间尺度上开口向下抛物线,最大值在中午13时左右,最小值出现19时;日太阳辐射波动变化,日最大值约为42.50MJ/m2,最小值为1.38MJ/m2;在对计算地表太阳总辐射的经验公式进行时间推广时,根据梯形积分的思想,计算日太阳总辐射,反演值与实测值一致性较高。从月太阳总辐射空间分布图分析,年内选择辐射最大月份7月份分析,三江源地区7月份太阳总辐射在(500～800)MJ/m2之间,并呈从西到东减少趋势,最大值分布主要集中在可可西里地区,最小值集中在东南部地区。研究该区域太阳能其分布特征不仅可以拓展清洁能源的利用,而且有利于三江源地区植被生态环境保护。     

上海地区太阳总辐射及其时空分布特征

根据上海地区徐家汇站1961年-1990年月太阳总辐射量与月日照百分率、月平均总云量、月相对湿度、月浮尘烟霾总数等气象要素,运用太阳总辐射气候学计算原理,选定上海地区不同太阳总辐射的气候学计算公式,并用选定的公式计算出1991年-2008年宝山月太阳总辐射量值.然后根据宝山站计算值与实测值的最小误差(6.3%)确定适合上海地区月太阳总辐射的气候学计算公式.最后依据确定的气候学计算公式推算上海地区各气象站1961年-2008年累年各月太阳总辐射量,并分析上海地区太阳总辐射的时空变化特征,结果表明:上海地区7月总辐射量最多,其次是8月和5月,6月正午太阳高度角虽最大,但天空遮蔽度比5月、7月、8月大,因此总辐射量比5月、7月、8月要少.因上海地区地域面积小,太阳总辐射的空间分布略有差异.太阳总辐射量的空间分布差异为:年东北部及南部沿海地区最多;春季东北部最多;夏季南部沿海最多;秋冬季北部最多;7月~8月差异略为明显,其它月差异较小.     

杭州太阳能资源变化特征及评估

通过对1981-2010年杭州太阳总辐射和日照时数资料统计分析,结果表明:杭州太阳总辐射近30 a呈现上升趋势,春季太阳总辐射上升趋势最为显著;月太阳总辐射呈双峰型变化,7月最高、1月最低。日照时数近30 a呈现下降趋势,夏季和冬季日照时数下降趋势显著,夏季日照时数最高,冬季最低,春秋两季日照时数差异不大,月日照时数7月最高、2月最低。对杭州太阳能资源进行分析评估,结果表明,近30 a杭州太阳总辐射年平均值4196.41 MJ/m2.a,属于太阳能资源较丰富区;太阳能资源稳定程度指标为4.5,属于太阳能资源不稳定区域。     

青海玉树地区太阳能资源特征及开发利用建议

本文通过太阳总辐射气候学计算公式Q=Q0（a＋bs）,根据玉树站1993～2009年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各月的经验系数,并计算了玉树州各气象站太阳总辐射值。结果表明：玉树地区太阳总辐射年总量大致在6300～6600MJ·m^-2之间,空间分布由西向东逐渐递减。高值区在玉树西部,五道梁年总辐射为6639．5MJ·m^-2,低值区在玉树东部的清水河,年总辐射在6350MJ·m^-2以下,区域平均为6446．5MJ·m^-2。太阳总辐射年变化表现为5月最大,12月最小。近年来随着气候变暖和大气污染的影响,云量和气溶胶增多,从而增强了大气对太阳光的反射及吸收作用,使太阳辐射减小,日照时数下降。玉树地区太阳辐射资源丰富,可利用日数多,可开发条件优越,综合利用太阳能的潜力巨大。     

秋季台风“菲特”引发的浙江暴雨特征和成因分析

"菲特"在浙江引发了全省性暴雨和大暴雨天气。本文主要是通过NECP资料从大尺度环流形势、动力、热力和水汽条件等方面分析台风暴雨特征和形成机理,结果表明:(1)从环流形势来看,暴雨可以分为两个阶段,第一阶段主要由台风环流造成,第二阶段由残余低压环流和冷空气共同作用而引发;(2)暴雨水汽来源为副高南侧的东风急流,"丹娜丝"的存在有利于较强水汽通量的维持;(3)低层辐合高层辐散的分布有利于"菲特"强度的维持,暴雨中心辐合辐散交替分布,近地面辐合的增强预示着暴雨增幅;(4)弱冷空气的侵入有利于低层能量锋区的加强,促进降水。     

用多元回归方程计算我国最大晴天总辐射能资源的研究

晴天总辐射是指在晴天天气条件下即天空晴朗无云或少云的日子内到达地球表面的太阳总辐射通量。假如全年天气都是晴天,那末地表面接收到的最大太阳总辐射通量就称为最大晴天总辐射或晴天可能总辐射。其值的含义表征了地表可能被利用的太阳辐射能资源的极限数量。这种值在历年气候变化中具有相当稳定的特性。在气候和农业气候资源的分析、太阳能利用研究等领域中,最大晴天总辐射值是最基本的数据之一。尤其在利用经验关系式Q=Q_(?)(a bS)计算到达地平面的实际太阳总辐射通量(Q)时,用晴天总辐射值作为公式中的基数     

浙江省太阳能资源分布特征及其初步区划研究

利用杭州、洪家站太阳辐射观测资料,结合气候学和天文学计算方法,合并日照百分率,确定浙江省太阳总辐射计算公式,推算出广大无辐射观测地区的逐月、逐年太阳总辐射值;考虑日照时数、晴天日数、阴天日数等指标,对浙江省太阳能资源的时空分布特征及气候变化趋势进行了分析,并开展了浙江省太阳能区划研究,对今后研究太阳总辐射对浙江省气候环境变化的影响以及有效开发利用太阳能提供科学的依据。     

基于GIS的贵州高原复杂地形下积温的精细空间分布

积温是研究作物生长发育对热量的要求和评价热量资源的一种指标。本文在前人研究的基础上,对原有的模型进行了一些改进,考虑了坡度、坡向和地形相互遮蔽作用对复杂地形下太阳总辐射的影响,基于数字高程模型(DEM)数据,研制了以海拔高度、复杂地形下太阳总辐射为参数的复杂地形下积温的分布式模型,在模型中还考虑了散射辐射的各向异性及坡地反射辐射对复杂地形下太阳总辐射的影响。应用100m×100m分辨率的DEM数据及气象站常规观测气象资料,计算了贵州高原复杂地形下100m×100m分辨率的≥0℃、≥10℃、≥15℃积温。结果表明:①局地地形因子如坡度、坡向、地形遮蔽等对积温的影响显著,使得复杂地形下积温的精细空间分布具有明显的地域分布特征,纬向分布特征不明显。地形对复杂地形下积温的影响是不容忽视的;②同一纬度,由于地形差异,积温的空间分布明显不同。阳坡、海拔较低处的积温偏高,阴坡、海拔较高处的积温偏低;③在缺乏复杂地形下坡面考察资料的情况下,建立以常规气象站观测资料为主的物理经验统计模型是实现细网格热量资源计算的可行途径。     

太阳紫外辐射对人体的影响

太阳紫外线在人们的生活中是比较常见的,对于人们的生活产生了很大影响。一般来说,紫外辐射在太阳的总辐射中占据较小的比例,但是其影响性却相对较大。紫外辐射不仅可以对高层大气造成影响,还会对卫星的表面温度进行控制。另外,太阳的紫外辐射对于太阳能电池会产生一定的破坏性。不仅如此,太阳紫外辐射对于人体的健康也会造成较为严重的影响。本文中,笔者主要对太阳紫外线辐射对人体的影响方面进行分析。