重庆地区太阳总辐射的气候学计算方法研究

根据重庆市沙坪坝日射站1988-2007年逐日太阳总辐射、日照百分率、低云量和水汽压等资料,采用常规统计方法分析了重庆市地面总辐射的时间变化;由太阳总辐射气候学计算原理,采用线性回归方法建立月总辐射计算公式;通过相关系数检验和回归误差分析,确定了适用于重庆地区太阳总辐射月总量的气候学推算公式;进而根据所得推算公式分别计算了各站点逐月太阳总辐射总量,分析了重庆地区四季和年太阳总辐射的空间分布特征.结果表明:日照百分率的单因子线性拟合整体效果较好,但冬季月份拟合误差较大;采用日照百分率和低云量的双因子拟合,使得冬季月份的拟合误差明显减小,显著提高了整体拟合效果.分析认为,日照百分率是重庆地区地面总辐射的主要影响因子,冬季雾日数和低云量对地面总辐射具有重要影响.重庆太阳总辐射有逐年增大的趋势,与该地区实际日照时数逐年增大而低云量逐年减少等因素有关.四季及全年太阳总辐射的区域分布以重庆地区东北部最高,东南部和西部边缘一带为低值区.     

广西太阳辐射分布特征及与气象要素关系分析

[目的]分析广西太阳辐射分布特征及与气象要素的关系。[方法]利用1995～2009年广西太阳辐射站的观测资料,分析广西太阳辐射站总辐射、日照分布特征及年际变化;并利用南宁站的观测资料,分析南宁净辐射年、季、月变化特征及南宁总辐射与低云量、地温等要素的线性关系。[结果]广西太阳总辐射量低纬度大于高纬度,表现为北海>南宁>桂林;不同地区太阳辐射的变化幅度和季节变化存在明显差异,表现为自北向南逐步增大,夏季>秋季>春季>冬季,且总辐射和日照时数变化趋势基本一致;太阳总辐射与低云量的关系为负相关,与少云的晴天天气为正相关,太阳总辐射除冬季外与地面温度呈正相关。[结论]该研究为广西气候研究及太阳能资源的开发利用提供有效的理论依据及数据参考。     

重庆主城区云量变化特征

利用1951-2011年重庆沙坪坝站的总云量、低云量、平均气温、降水量、日照时数和相对湿度等气象资料, 采用趋势分析、小波及相关等方法分析了重庆主城区总云量和低云量的变化特征及其与主要气象要素的关系,结 果表明:整个时间域内主城区年及春、夏、秋三季的总云量总体减少,其中秋季减少最为明显,而冬季则略有增加 的趋势;年及四季的低云量总体呈增加趋势,夏季和冬季增加相对明显.低云量的年际变化幅度大于总云量,但两 者年际和年代际变化趋势比较一致,阶段性特征大体上体现为20世纪50年代至70年代云量相对偏少,80年代至 90年代相对偏多,之后至今处于相对偏少的阶段.总云量年及各季节(除夏季外)均在20世纪90年代发生转折;而 低云量年及各季发生了2次转折,分别在1964年和2005年前后(夏季除外).总云量1月、2月、10月和12月较 多,8月最少;低云量最多的是12月,8月最少.总云量和低云量冬季最多,其次为秋季和春季,最少的是夏季.总 云量和低云量与平均气温、日照时数和相对湿度等气象要素关系显著,但与降水量的关系总体不太明显;冬季云量 和平均气温等气象要素的相关不太显著,其它季节云量和平均气温、日照时数及相对湿度显著相关.     

延边地区太阳总辐射分布及其变化特征分析

利用延吉站1990—2019年的太阳总辐射资料,采用Q=Q_0(a+bs)模型估算月太阳总辐射,并通过线性回归建立逐月太阳总辐射计算公式。结果表明:计算模拟的延边地区1—12月太阳总辐射绝对误差在15 MJ/m~2以内,模拟效果较为显著,可用于模拟延边地区无辐射观测站点的月太阳总辐射。对延边地区太阳总辐射时空分布特征进行分析发现,季节上夏季为最多,空间上自东向西逐渐减少。     

1980～2010年青藏高原柴达木盆地太阳辐射变化特征研究

利用1980～2010年格尔木辐射观测站的太阳总辐射、日照时数、水汽压、能见度和云量等月气象资料,建立了适用于柴达木盆地太阳总辐射的多元回归方程,利用方程计算了柴达木盆地的太阳总辐射,进而分析了柴达木盆地太阳能资源变化特征和分布状况。结果表明,柴达木盆地太阳总辐射年变化曲线呈双峰态,从1月份开始增加,2～4月增长最快,至5月出现最大,5～7月变化平缓,8月份以后开始下降,最小值出现在12月份;柴达木地区年太阳总辐射呈明显下降趋势,平均减幅为78.5 MJ/(m2.10a),平均下降幅度为11.3%/10a;夏秋季太阳辐射均呈显著下降趋势,春冬季变化不明显;年太阳总辐射的减少主要是由于夏季太阳总辐射的减少造成的。区域内各气象站年和四季的太阳总辐射变化趋势与整个区域的气候变化趋势不完全同步;柴达木盆地是我国辐射资源最为丰富的地区,开发利用潜力大;空间分布趋势是西北高东南低。春、夏、秋和冬季分别占全年太阳总辐射的30.0、32.4、22.0和15.6%。     

1960—2009年莒县日照变化规律分析

根据1960—2009年莒县国家基准气候站的日照资料,采用最小二乘法对年日照时数、各季度日照时数进行线性模拟,结合相关滑动平均资料,分析了莒县近50年来的日照变化特征、日照骤减对农作物生长的影响,并分析了该地区太阳辐射变化情况。结果表明,近50年来,莒县年日照时数呈现明显下降趋势,尤其是20世纪80年代中、后期以来,年日照时数在明显的波动中呈下降趋势,年平均递减13.9h,降幅近0.6%。从日照时数的季节性变化来看,春、夏、秋、冬季4个季节的日照时数均呈连续递减规律变化,尤其夏季年日照时数的递减最明显。日照时数的骤变导致部分农作物贪青现象的发生,甚至影响到农业生产种植结构的调整。近年来莒县太阳总辐射曝辐量呈显著下降趋势,其中夏季总辐射下降最明显,这与日照时数的变化趋势相同。     

临夏地区太阳能资源特征分析及评估

利用临夏地区6个站点1968—2013年逐日日照时数、月日照百分率数据,根据太阳辐射气候学公式,基于天文辐射的方法计算各站逐日、月、季节、年总太阳辐射,综合分析出临夏地区太阳辐射的年、季节变化特征,依据2014年中华人民共和国新国标《GB/T31155—2014太阳能资源等级总辐射》《GB/T 31155—2014太阳能资源测量总辐射》标准,对临夏地区太阳能资源进行评估。结果表明:临夏地区太阳总辐射为5 157.3~6 161.2 MJ/m~2,属于太阳能资源较丰富地区,整体趋势从中部向四周扩散,逐步减小,北部大于南部;最有利的使用季节为夏季和春季;可利用天数最少月份为11月至次年1月;太阳能利用率潜力最大值在广河县,最小在和政县南部阴湿高寒区域、积石山县西部和康乐县南部;太阳能资源很稳定,开发利用价值很高。     

海口市太阳总辐射变化特征及其与气候因子的关系

利用海口地面站1971-2008年太阳总辐射和气象资料,对海口市太阳总辐射特征进行分析,结果表明：1971-2008年海口太阳总辐射以-248．467MJ／m^2·a的速度减少,月变化与年变化趋势一致。低云量、水汽压是影响其太阳总辐射的主要气候因子。太阳总辐射与气温关系达到置信度为0．001的极显著水平。     

甘肃河西地区太阳能资源空间分布特征

探明甘肃省河西地区的太阳能资源状况,为其利用提供参考,基于河西地区的3个太阳辐射站1993～2013年的辐射资料及13个气象站1961～2010年的年尺度和月尺度日照资料,采用空间分析、Mann-Kendall非参数检验等方法对太阳辐射、日照时数和日照百分率进行时空变化分析。结果表明:敦煌、酒泉、民勤的年太阳总辐射为5 302～6 672兆焦/(平方米·年),属于太阳能资源较丰富地区。河西地区全年日照总时数在2 956～3 241小时,5～8月日照时数最多,12月至次年2月最少,季节变化与太阳总辐射相同,太阳能资源表现为自西北向东南逐级递减的空间分布特征。整个河西有4个站点的日照时数出现显著上升趋势,2个站点有显著下降趋势,其他站点变化趋势不显著。河西地区太阳辐射相对稳定,变化幅度不大。     

甘肃省太阳能资源特征及光热应用潜力分析

以甘肃省典型气象年数据为研究对象,分析甘肃省太阳能资源的时空分布及其特征。结果表明,甘肃省年太阳总辐射达4 700～6 350 MJ/m2,年太阳总辐射和直射的地理分布特征为由西至东、由北至南递减;各地年太阳日照时数为1 631～3 391 h,日照时数和日照百分率与年太阳总辐射分布趋势相一致。甘肃省太阳能资源丰富,十分有利于太阳能热利用。最后,分析了至"十二五"末甘肃省太阳能热利用潜力和节能减排效益。     

西北地区太阳总辐射的气候学计算及分布特征

利用西北地区1960~2009年25个日射站观测资料和163个常规气象站日照百分率资料,建立用日照百分率拟合太阳总辐射的估算式,对西北地区太阳总辐射量进行拟合计算,并探讨其空间分布规律。结果表明,西北地区1960~2009年太阳总辐射年总量整体呈中间高、两边低的空间分布特征。高值区位于青海柴达木盆地地区以及新疆东部和甘肃西部的青、新、甘三省交界地区,最大值在青海格尔木。2个低值区分别位于陕西和甘肃南部的秦岭以南地区以及新疆天山地区,最小值在陕西安康。从各月的空间分布情况看,各月西北地区中部的高值区和西部的低值区位置有较大变化,特别是中部的高值区具有明显的北移南撤的变化特征;东部的低值区位置无明显变化。     

西藏日喀则市太阳能资源时空分布特征及资源潜力评估

为了解日喀则市光能资源时空分布特征,利用光能资源,因地制宜合理布局农业结构,提高农作物产量。本研究采用日喀则市1985—2014 年7 个气象站的逐日日照时数、日照百分率、最高温度和日喀则太阳辐射实测资料（2010—2014 年）,用总辐射推算模型公式估算全市太阳年总辐射,分析了日喀则市近30 年来太阳能资源的时空变化特征及潜力。结果表明：日喀则市大部属于太阳能资源丰富区,定日、江孜、日喀则和拉孜的日照时数长、太阳总辐射强,属于资源最丰富区;南木林、聂拉木和帕里属于资源很丰富区;近30 年来日喀则市年总辐射和年均日照时数呈下降趋势,日照时数下降趋势较前者明显;7 个气象站近30 年日照时数大于6 h 的天数为263~327 天,大部分站点在290 天以上;日喀则市南部边缘一带太阳能资源较稳定,西部及沿江一带资源稳定。总之,太阳能资源较为稳定的区域,总辐射最高、日照时间最长。     

商丘地区太阳能资源分布和气候分析

根据商丘地区1965—2007年的逐日日照时数,通过日天文辐射总量、月太阳能辐射经验系数等公式,计算出商丘地区近43年来平均太阳总辐射量,分析了商丘地区太阳能资源的分布和特点,利用总辐射量、气温和天气状况等气候资料探讨了太阳能的利用可行性。研究发现,商丘地区太阳辐射量多,太阳能资源丰富,气温环境良好。因此,太阳能资源的利用具有很大的发展前途和空间。     

南阳市太阳总辐射分析及区划

利用南阳市1990-2007年逐年、逐月太阳总辐射与日照百分率资料,采用最小二乘法确定该市的太阳总辐射计算公式,进而推算出广大无辐射观测地区的逐年、逐月太阳总辐射。结果表明,南阳市太阳总辐射历年变化相对较小,全市年总辐射为4 372.17-4 697.17 MJ/m^2,分布趋势为东部和南部多,北部和西部少,其中年总辐射最大值出现在社旗（4 697.17 MJ/m^2）,最低值出现在淅川（4 372.17 MJ/m^2）;在太阳能资源区划中,南阳市属于4级。     

湖北省太阳能资源时空分布特征及区划研究

利用武汉、宜昌等7个站点1961~2004年逐年、逐月太阳总辐射与日照百分率资料,采用最小二乘法确定湖北省太阳总辐射计算公式参数,推算出广大无辐射观测地区的逐年、逐月太阳总辐射;结合日照时数、晴天日数、阴天日数等指标,对湖北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;以全国太阳能资源区划为基础,制定了湖北省太阳能资源区划指标,开展了湖北省太阳能区划工作。结果表明:湖北太阳能资源北多南少,同纬度相比,平原多,山区少;太阳能资源夏季最丰富,尤其是8月,总辐射、日照时数、晴天日数均为全年最高,湖北东部秋季大气层结稳定,太阳能资源仅次于夏季;冬季虽然晴天较多,但由于太阳直射南半球,夜长昼短,总辐射全年最低。将全省太阳能资源分为3个区,鄂东北7~12月每月有近一半或以上的晴天,为1级可利用区,也是湖北太阳能资源最佳区域;江汉平原、鄂东南、鄂北岗地部分地区等地为2级可利用区,是光电与光生物质能综合利用的最佳区域;鄂西南、长江河谷地区为太阳能贫乏区。     

安徽省太阳辐射能资源的时空分布特征与可利用潜力评估

为了明确安徽省太阳能资源的时空分布特征与可利用潜力,基于安徽省20个气象站台1970—2020逐日日照时数数据,以亳州、合肥和黄山作为安徽的代表站点,分析安徽省太阳辐射能的时空变化及可利用潜力。结果表明：安徽省太阳辐射空间分布呈北多南少,太阳辐射量近51年来呈下降趋势。皖北地区太阳辐射量最大、波动也较大,皖中以及皖南太阳辐射量在一定范围内波动。各代表站点太阳辐射量具有11年左右周期变化,与太阳活动周期具有一致性。安徽省总体处于太阳能资源丰富区,利用期较长,日照稳定。安徽省屋顶可装光伏电池面积为1 277.51 km²,集中于安徽省中部及北部,占全省面积的0.9%,发电潜力约为2.05×10¹⁴kJ。     

西宁地区近50年太阳能资源评估分析

对西宁市市区、湟中、湟源、大通4个站1960-2009年日照时数以及对日照有影响的云量、水汽压等资料,分别应用线性倾向估计和相关系数计算进行统计分析,并通过t检验法检验。结果表明:西宁地区日照时数呈明显的下降趋势,1960-2009年4站气候变化率分别为每10年-81.3h、-254.4h、-21.9h和-15.5h。与60年代相比,00年代西宁地区的平均日照时数减少了486.3h,相当于每日的日照时数减少了1.4h。分析发现云量是决定日照时数变化的重要因子之一。太阳能总辐射年曝辐量为5180-6337MJ/m2,也呈一个弱的下降趋势,其变化特征与日照时数的变化特征相一致,但减少率只有1.2%,太阳辐射年曝辐量较稳定。根据太阳能资源丰富程度等级评估标准,西宁属于资源很丰富地区,有很好的利用价值。     

西双版纳热带季节雨林辐射垂直分布特征

于西双版纳热带季节雨林观测了林内不同高度和全光照条件下不同波长太阳辐射. 通过比较分析,探讨了热带季节雨林垂直方向上不同波长辐射的时空分布特征. 雾凉季时昼间各辐射要素值均随高度的下降而递减,而干热季和雨季时,受光斑的影响,个别时刻出现了较低观测点的辐射值高于较高观测点的现象;各季节不同高度各测点的总辐射、红外辐射和可见光日总量值及其与全光照条件下的比值均随高度的降低而减小,且各测点比值均呈现红外辐射总辐射可见光的趋势;各测点的辐射值、辐射日总量值、日总量与全光照条件下的比值,以及红外辐射和可见光在总辐射中所占份额均随季节的变化而不同,且这些值在各季节间的大小顺序随测点高度的不同而变化. 受林冠对可见光吸收作用的影响,各测点的红外辐射在总辐射中所占份额在各季节均较全光照条件下高,而可见光比值却总低于全光照条件,但无论是在同一季节的不同测点之间,还是同一测点在不同季节之间的红外辐射和可见光所占份额的比较结果均呈现出复杂多变的状况. 研究结果充分显示了热带季节雨林垂直方向上不同波长辐射的时空异质性,这势必对植物的生长、更新、演替、群落结构的形成以及森林与大气间物质和能量的交换等诸多方面都起到重要的作用.