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。     

怒江流域近30年太阳总辐射变化趋势

利用怒江流域河谷盆地的9个气象站1981～2008年的日照时数、云量、相对湿度等资料,分析了该流域太阳总辐射的时空分布、变化趋势等气候特征及其影响因子。结果表明,怒江流域年太阳总辐射1981～1997年呈明显下降趋势,为-161.1MJ/（m^2.10a）,1997年之后以111.3MJ/（m^2.10a）的速度上升。年总云量呈显著的减少趋势,减幅为0.18成/10a;而年低云量表现出与总云量相反的变化趋势,以0.32成/10a的速度增加。相对湿度的变化趋势与年太阳辐射的趋势相反,1981～1997年以3.1%/10a的速率增加,1997～2008年为明显的减少趋势,减幅为5.6%/10a。水汽压的变化和相对湿度的变化一致。低云量是怒江流域太阳总辐射变化的主要影响因子,它与太阳总辐射存在明显的负相关关系。     

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%。     

西安太阳总辐射时空变化特征及对城市发展的响应

根据西安辐射站太阳总辐射资料和周围23个气象台站日照百分率资料,建立1961-2009年西安市太阳总辐射资料时间序列,运用模糊聚类分析法将全市分为3个区,采取滑动t检验法进行突变检验及阶段分析,研究西安太阳总辐射的时空分布及变化特征.同时引用西安历年城区人口数据,对城区太阳总辐射与城市发展进行了相关性分析.结果表明:西安太阳总辐射具有东部多、西部次之、中部少的分布特征;1961-2009年呈波段减少的变化趋势,线性倾向率为-2.01％/10a,其中1977-1991年为显著减少阶段,以中部减少幅度最大;其间出现两次突变,突变年分别为1977年及1992年;城市发展带来大气污染物的增加,造成西安城区太阳总辐射对城市发展有较大的响应,西安城市发展对太阳总辐射季节影响上表现为冬、夏季远大于春、秋季.     

我国新疆地区太阳辐射时空变化分析

利用新疆乌鲁木齐市日射站1960—2005年的逐日太阳总辐射、日照时数、低云量和水汽压等资料,采用常规统计方法,分析乌鲁木齐市太阳总辐射的时间变化特征并分析其原因;在太阳总辐射气候学计算原理的基础上,采用线性回归方法建立各月的总辐射计算公式,根据回归误差分析和相关系数检验,确定适合乌鲁木齐市的月太阳总辐射气候学推算公式,进而计算全区各站点逐月太阳总辐射通量,分析新疆地区四季太阳总辐射空间分布特征。结果表明,新疆地区太阳总辐射7月达到最大值,而太阳总辐射最小值一致出现在12月份;各季节的太阳总辐射以夏季最大,其次为春季、秋季、冬季。新疆地区年太阳总辐射和各季节太阳总辐射均呈现逐年下降的趋势,这是由于日照时数减少,低云量增大引起的。新疆地区四季太阳总辐射总体呈现北低南高的空间分布格局。     

油松冠层辐射特征的研究

为深入了解油松冠层的辐射平衡特征,采用辐射表定点观测方法,对油松冠层太阳辐射的时空动态进行了系统性测定。结果表明:①晴朗天气、多云条件下的油松冠层太阳总辐射和试验区晴天太阳总辐射等3种不同测量环境条件下总辐射的差值较大,最大值分别为799 W/m2,499 W/m2和861 W/m2。②油松冠层的净辐射具有与总辐射相似的日变化规律,且两者之间具有很好的线性关系,净辐射率的日变化趋势为中午高,早、晚低;晴天日间净辐射率较稳定,多云天气起伏较大。③太阳在油松冠层的不同位置辐射会出现明显的垂直分布趋势,随着高度的下降,太阳总辐射、净辐射随之减弱。     

近50年广西太阳能资源估算与特征分析

利用1961²010年广西3个辐射站的太阳总辐射资料和90个国家气象站的日照资料,估算了广西各地的太阳总辐射量,分析了广西太阳能资源的时空分布特征,并对广西全区的太阳能资源丰富程度进行了评价。结果表明,广西各地年太阳总辐射为3682.22010年广西3个辐射站的太阳总辐射资料和90个国家气象站的日照资料,估算了广西各地的太阳总辐射量,分析了广西太阳能资源的时空分布特征,并对广西全区的太阳能资源丰富程度进行了评价。结果表明,广西各地年太阳总辐射为3682.2⁵642.8 MJ/m2,年平均太阳总辐射呈减少趋势,20世纪60年代最大,低值出现在805642.8 MJ/m2,年平均太阳总辐射呈减少趋势,20世纪60年代最大,低值出现在80⁹0年代,进入21世纪初期达到次大值;广西年太阳总辐射空间分布呈现南部多、北部少,盆地平原多、丘陵山区少的特点,其中资源很丰富区位于广西沿海及十万大山北坡,是广西太阳能利用的最佳区域,广西南部的梧州、玉林、钦州及南宁南部地区是广西具备一定开发利用潜力的资源丰富区。     

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。     

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。     

1961—2020年华北平原冬小麦-夏玉米生长季内光能资源时空变化特征

利用华北平原具有1961—2020年完整时间序列逐日气象资料的55个常规气象站点及11个辐射观测站点的逐日地面观测资料,建立华北平原冬小麦-夏玉米生长季的太阳总辐射的经验公式,从年代际尺度和年际尺度分析冬小麦-夏玉米周年、生长季和关键生育期辐射资源(总辐射、直接辐射、散射辐射和光合有效辐射)的变化特征。结果表明:华北平原太阳总辐射值分布呈北高南低、东高西低,全年总辐射范围为4 519.26~5 488.30 MJ/m²;冬小麦生长季和夏玉米生长季太阳总辐射分别占全年的58.6%和41.4%;华北平原太阳总辐射呈显著下降趋势,1961—2020年研究区周年太阳总辐射平均减少了14.3%(708.24 MJ/m²),其中,河南东部以及河北西部地区下降幅度最大,气候倾向率达-210.67 MJ/(m²·10a);研究时段内冬小麦生长季和关键生育期太阳总辐射平均减少了10.0% 和4.7%,与冬小麦相比,夏玉米生长季和关键生育期的太阳辐射下降幅度更大,分别减少了17.8%和17.7%;年代际尺度上,华北平原冬小麦-夏玉米周年、冬小麦生长季和夏玉米生长季太阳总辐射均呈现出递减的趋势,与1961—1980年相比,2001—2020年的冬小麦-夏玉米周年、冬小麦生长季和夏玉米生长季太阳总辐射分别减少了9.6%、7.7%和12.1%。综上,华北平原的直接辐射、光合有效辐射呈下降趋势,散射辐射呈上升趋势,本研究结果能够为华北平原辐射资源的合理利用以及制定适应气候变化的对策等提供科学依据。     

邢台地区40年来日照时数变化趋势分析

[目的]分析近40年来邢台地区日照时数变化趋势。[方法]选取邢台、沙河、内丘1971～2010年的逐年及季总日照时数资料,采用折线图、趋势图以及气候变率分析年、季日照时数的变化特征。[结果]1971～2010年邢台、沙河、内丘的年日照时数均呈现出系统减少的趋势,3站平均以77.7 h/10 a的速率减少,以邢台减少最为显著,内丘次之;3站的春、夏、秋、冬季的总日照时数均呈现出系统减少的趋势,以邢台减少最为显著,3站平均分别以10.7、18.7、21.6、26.6 h/10 a的速率迅速减少;无论年还是四季总日照时数均以邢台最为显著,体现出城市的浑浊岛效应特征;就3站的40年平均而言,冬、春、夏、秋季的季总日照时数为485.5、691.4、631.7、551.1 h,说明春季的日照最为充足,其次为夏季,冬季的气层稳定,日照时数最少。影响日照时数减少的原因主要是城镇化发展及污染物排放的加剧。[结论]该研究为合理利用农业气候资源、改善生态环境和促进农业经济的发展提供科学依据。     

山东诸城市近50年气候变化特征分析

[目的]分析1961～2010年山东诸城市气候变化特征。[方法]选用诸城市1961～2010年的气温与降水资料,采用线性倾向估计方法分析其年、季变化特征。[结果]诸城市近50年平均气温以0.383℃/10a的速度上升,各季平均气温均呈上升趋势,增温幅度为冬季>秋季>春季>夏季;近50年平均降水量以18.7 mm/10a的速度下降,春季、冬季略呈上升趋势,夏季、秋季呈下降趋势,且夏季下降最为明显,以20.9 mm/10a递减。近50年气温异常低温仅出现1年,异常高温出现了7年,均出现在20世纪90年代以后;近50年未出现降水异常偏少年份,降水异常偏多年份为6年,年总降水量呈下降趋势,说明降水量时空分布极为不均。[结论]该研究为提高气温和降水预报准确率提供依据。     

西双版纳热带季节雨林辐射长期变化特征

  目的  太阳辐射是森林生态系统最主要的能量来源,同时是影响森林生态系统区域气候与环境的最重要因素之一。探讨森林辐射长期变化特征,以期为气候变化、热带地区森林生产力、辐射能量平衡的研究以及辐射模型的建立和验证等建立研究基础。  方法  利用西双版纳热带季节雨林14年（2003—2016）辐射实测数据,对不同时间尺度的辐射各分量变化特征及其占总辐射的比率进行了比较分析。  结果  西双版纳热带季节雨林的总辐射、净辐射、反射辐射、大气逆辐射和林冠向上长波辐射的年平均值分别为:5 268.8、3 151.5、513.8、12 468.6、13 299.3 MJ/m2。总辐射的年际变化呈波动上升趋势,相反,净辐射的年际变化呈显著下降趋势;受大气状况的影响,大气逆辐射的年际变率较大,导致有效辐射的年际变率较大,而林冠向上的长波辐射年际变率较小;受研究区域特殊天气、季节性雾的影响,大气逆辐射日变化曲线在干季呈双峰型,雨季呈单峰型;在不同时间尺度上,林冠向上的长波辐射高于大气逆辐射,表明热带季节雨林林冠是大气的一个热源。净辐射占年总辐射的比率在60%左右,年际变化呈显著下降趋势,反射辐射和有效辐射占年总辐射的比率变化不大;净辐射占总辐射比率在昼间高,清晨和傍晚低,日变化曲线呈倒U型,反射辐射和有效辐射占总辐射的比率在昼间低,清晨和傍晚高,日变化曲线呈U型。  结论  西双版纳热带季节雨林辐射除受到太阳活动、云量和水汽等因子的影响外,还受区域小气候的影响,如季节性落叶和季节性雾。研究森林辐射特征的长期变化,对于气候变化研究、气候模型验证和森林生产力研究等具有重要意义。      

近48年来邢台地区降水量变化趋势分析

[目的]分析近48年来邢台地区降水量变化趋势。[方法]根据河北省邢台、南宫、沙河、内丘1963～2010年的逐年及季降水量资料,采用年际变化降水量折线图、趋势图以及气候变率等方法,对近48年来邢台地区的降水量变化趋势进行分析。[结果]1963～2010年邢台地区年降水量呈逐年减少趋势,减少速率为18.0 mm/10a,邢台、南宫、沙河、内丘4站的年降水量大体呈现出相同趋势,均呈线性减少趋势。近48年邢台地区除春季降水量有所增加外,夏、秋、冬季降水量均呈线性减少的趋势,夏季降水量减少速率最大,夏季降水量的减少对全年降水量的减少起着决定性的作用;冬季降水量减少趋势不如秋季降水量减少趋势显著。[结论]该研究为气候变暖背景下邢台地区的气候变化特征提供理论依据。     

基于标准化降水指数的鲁西地区旱涝时空特征分析

利用鲁西地区8个台站1962—2015年逐月降水资料,计算了鲁西地区各月的标准化降水指数(SPI),在此基础上分析了全年及各季节的标准化降水指数,应用M-K突变检验、小波分析和Arc GIS空间插值方法分析了旱涝的时空分布特征。结果表明,春季SPI呈现增加趋势,其余各季节及全年SPI均呈减少趋势。空间分布,年尺度干旱分布中东部县干旱次数高于西部县;雨涝呈现南北分布,南部县次数高于北部县。季节旱涝分布,春夏干旱多发生在东部及南部县,秋冬干旱集中在西北部县;季节雨涝次数较多发生在南部及东部县。     

陕西黄土高原近50年日照时数的变化

[目的]研究陕西黄土高原1961～2010年日照时数的变化特征。[方法]基于陕西黄土高原43个台站1961～2010年逐月日照时数,采用气候倾向率、气候趋势系数、Mann-Kendall分析、小波分析和线性相关等方法,对近50年陕西黄土高原日照时数的时空变化特征进行分析,并探讨了引起该区域日照时数变化的主要原因。[结果]近50年来,陕西黄土高原年日照时数呈减少趋势,气候倾向率为-14.47 h/10a。除春季日照时数表现为增加趋势外,其他季节均表现为不同程度的减少趋势。其中,以夏季减幅最显著,平均减少24.34h/10a。陕西黄土高原年、季日照时数气候趋势系数呈上升趋势的区域主要分布在米脂、子洲、绥德、延安、延长和安塞,其余区域为下降趋势。近50年来,陕西黄土高原年日照时数在1972和2003年发生突变,并存在5～7年的振荡周期。近年来,大气污染严重,混浊程度加大,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,由此造成年日照时数减少。[结论]该研究为分析陕西黄土高原的气候变化提供了依据。