新疆乌-昌地区太阳能资源精细化时空变化分析

利用新疆乌昌地区16个气象站1961年至2009年的逐日日照时数资料和乌鲁木齐站逐日太阳辐射资料,在使用气候学方法估算出各站逐年太阳总辐射的基础上,采用线性趋势分析和Mann-Kendall检测对年日照时数和年太阳总辐射变化趋势、突变特征进行分析,应用混合插值法建立年日照时数和年太阳总辐射多年平均值及其突变前后变化量的空间分布式数学模型,在ArcGis平台上完成基于数字高程模型(DEM)数据的年日照时数和年太阳总辐射及其突变前后变化量的100m×100m格点的精细化分布式模拟。结果表明:乌昌地区年日照时数和年太阳总辐射总体表现为"平原多,山区少;东部多,西部少"的空间分布格局。近49a,乌昌地区年日照时数和年太阳总辐射呈较显著的减少趋势,并分别于1986年和1984发生了突变性的减少,但突变后较突变前,各地年日照时数和年太阳总辐射变化具有较明显的区域性差异,其减少幅度总体表现为平原多于山区,东部多于西部。     

敦煌太阳总辐射多时间尺度变化特征及影响因素

采用集合经验模态分解(EEMD)以及M-K突变检验方法,基于敦煌市1971—2020年太阳总辐射、相对湿度、总云量和沙尘日数等气象资料,分析了敦煌市太阳总辐射演变的多时间尺度特征,探讨了影响敦煌市太阳辐射的关键气象因素。结果表明：(1)1971—2020年敦煌市年太阳总辐射上升趋势显著,线性气候倾向率为49.6 MJ·m^-2·(10a)^-1,多年平均年辐射量为6354.0 MJ·m^-2,属于太阳能资源最丰富区。年辐射在1970年代最少,2010年代最大。敦煌市太阳辐射四季分明,辐射量夏季>春季>秋季>冬季,分别以32.5、13.4、2.9 MJ·m^-2·(10a)^-1和1.1 MJ·m^-2·(10a)^-1的速率增加。近50 a敦煌市太阳总辐射以2.9 a和7.1 a的年际变化和16.7 a的年代际变化占主导地位。(2)月太阳辐射变化呈“单峰型”,从3月开始急剧增加,5月达峰值,6月开始逐渐下降,12月达全年最低值。太...     

中国1981～2014年太阳总辐射的时空变化

利用1981～2014a逐日总辐射资料和最高气温、最低气温、日照时数资料,确定我国逐日太阳总辐射DSRM-C模型(Daily solar radiation model-C)的时不变参数.利用该模型与气象资料,估算各站逐日总辐射,分析近34a总辐射的空间格局.并利用Mann-Kendall(M-K)方法检验辐射量年和季节的变化趋势.结果表明,我国1981～2014a太阳总辐射量总体下降.华北、东北和西南地区总辐射量显著下降,西北地区辐射量明显增加,华南地区则无明显变化.夏、秋、冬季辐射量呈下降趋势,且以夏季变化幅度最大;春季辐射量略有上升.总辐射量四季变化趋势空间分异明显.东部地区夏季和华北地区春、秋、冬季总辐射量明显下降,将影响夏粮和秋粮的生产.     

新疆阿勒泰地区太阳能资源分析与评估

通过理论计算分析,得到由纬度推算天文辐射的线性经验公式。验证了西部模式在阿勒泰地区的实用价值和精度,给出了太阳天文辐射分布、地面太阳总辐射分布等分析、评估图表。依据计算分析,额尔齐斯河、乌伦古河流域地面接收的太阳总辐射能量年平均在5 400~5 700 MJ·m^-2。1960年以来总辐射呈下降趋势,达-4.836 2 MJ·m^-2·（10 a）^-1,1999年开始转为上升趋势。45°～46° N 的沙漠区域,降水少、纬度低,太阳辐射高,可能达到5 900 MJ·m^-2,潜力很大。     

不同地面覆盖对花椒冠层光能分布的影响

在陕西凤县大田生产条件下研究了种植三叶草、覆膜和覆秸秆3种地面覆盖方式对8 a生花椒林冠层光能分布的影响。结果表明,在树冠层,随高度升高,太阳总辐射、净辐射增加,地面反射辐射减小。各覆盖处理树冠下表面太阳总辐射与对照差异显著,覆膜、种植三叶草和覆秸秆林地的总辐射分别较对照低13.6%、6.4%和11.3%;树冠下表面接受的地面反射辐射差异最大,覆膜、种植三叶草和覆秸秆的林冠分别较对照高66.3%、21.4%和35.6%,树冠中部接受的地面反射辐射明显低于树冠下表面;不同覆盖处理的冠层净辐射垂直分布趋势基本一致,在冠层范围内,净辐射能的分布随高度升高呈指数规律增大。     

新疆天然光照度变化趋势分析

基于新疆8个城市连续50 a（1961-2010年）的太阳辐射及气象数据,结合中国辐射光当量模型,获取各城市天然光年总照度值。应用Mann Kendall 检验方法,分析各城市天然光年总照度变化趋势及年际变化趋势。结果表明：年总照度变化幅度最大的城市为喀什,其年总照度降低2.4×108 lx•（10a）^-1;年总照度变化幅度最小的城市为若羌,其年总照度降低1.1×108 lx•（10a）^-1。城市年总照度年际变化趋势为喀什逐年递减;阿勒泰、乌鲁木齐、伊宁、哈密、吐鲁番及和田为先波动后下降,且下降趋势显著,若羌为先波动后下降,但下降趋势不显著。     

黄土高原太阳总辐射气候学计算及特征分析

在概述了当前太阳总辐射的气候学计算方法的基础上,利用黄土高原区11个气象站点1992-2000年的日照时数和总辐射数据,采用最小二乘法按月求出黄土高原区气候学计算公式中的系数;然后根据研究区内73个站点的日照时数计算出太阳总辐射量,通过内插得到整个区域各月的太阳总辐射量。结果发现:黄土高原区太阳总辐射有随着纬度增高而增加的特点。     

中国西北地区太阳辐射时空分异特征北大核心CSCD

应用近60 a中国西北169个国家基本气象站气象观测资料,对中国西北总辐射的时域变化、空间分布和次区域时空演变特征进行了研究。结果表明:(1)青海西北部的柴达木盆地和甘肃西部为太阳能资源最丰富区,陕西南部和甘肃东南部的较小区域为资源丰富区,其余大面积区域均为资源很丰富区。(2)1961—2020年除新疆西南部、甘肃和新疆接壤区、甘肃北部和陕西北部的小范围区域总辐射呈上升趋势外,西北大部分区域总辐射呈下降趋势。(3)EOF第一模态特征向量场表明,总辐射振荡强度由西向东加强,各分量高载荷区主要集中于中东部,该区域是总辐射易出现异常、振荡强且敏感的地区。(4)EOF第二模态特征向量场自西向东呈双偶极子型;青海全境和甘肃大部为正值区域,也是总辐射异常振荡最强的区域。(5)依据REOF特征向量不同模态空间分异结构类型,可将研究区域划分为主要受东亚季风影响的“西北东部异常型”、主要受东亚季风影响边缘区的“西北中部异常型”和主要受西风带影响的“西北西部异常型”等3个次区域。3个次区域总辐射减少的突变点分别出现在1973年、2017年和2008年。     

塔中紫外辐射与气象要素的关系

分析2007年塔克拉玛干沙漠腹地紫外辐射特征和影响因子与气象要素的相关性,并依据有关要素拟合出紫外辐射的估算方程。结果表明：紫外辐射年总量达到305.64 MJ/（m2.a）,7月最大,12月最小,全年瞬时强度峰值在6月,为67.11 W/m2。紫外辐射的变化与总辐射变化呈显著正相关,且紫外辐射在总辐射中所占比例夏季大...     

近50 a中国西北地区东部降水特征

利用我国西北地区东部54个气象站1960-2009年的降水资料,采用M-K检验和小波分析方法,对该地区的降水特征进行了分析。结果表明：① 西北地区东部降水量呈微弱下降趋势,1990年后降水减少趋势更为明显,Ⅱ区降水变化趋势较Ⅰ区更加显著;② 该地区降水频次以弱降水和中等强度降水为主,占降水总天数的70%以上,弱降水频次减少趋势显著;③ 中等强度降水和强降水的降水量占全年降水的75%以上,中等降水的降水量呈减少趋势,是造成年降水量减少的主要原因;④ 小波分析结果显示,年降水、中等降水和强降水序列均存在显著的3 a和5 a短周期,其中Ⅰ区和Ⅱ区的中等降水和强降水小波周期在20世纪70年代之后完全不同,中等降水的减少与70年代周期的变长密切相关。     

近58年河西走廊地区气温变化及突变分析

根据河西走廊地区敦煌、瓜州、酒泉、张掖、武威及乌鞘岭6个地面气象站1951-2008年的逐月平均气温、月平均最高、月平均最低气温资料,运用线性拟合、滑动平均和Mann-Kendall方法进行趋势和突变分析。研究表明:近58年来河西走廊地区年平均气温、最高气温、最低气温均呈上升趋势,其中最低气温的增温趋势明显大于平均气温和最高气温的上升趋势。年平均气温和最高气温暖突变均出现在20世纪90年代中后期,最低气温暖突变出现在1994年,气温年较差呈减小趋势。就各季而言,冬季气温的递增率最大,暖突变出现在80年代中后期,早于其他各季,说明河西走廊地区的增暖首先是从冬季开始的。     

近半个世纪来和田地区气温变化分析

本文采用和田地区1954—2003年气温实测资料,使用滑动平均法计算气温年际及季节变化趋势;计算统计特征值来分析气温年内变化特征。得出如下结论:和田地区年气温有增加的趋势;夏季、秋季、冬季气温也有增加的趋势且冬季气温值增幅较大;标准差及变差系数都是冬季变化较为剧烈;偏度系数在夏季及秋季为正值;峰度系数值在冬季较大。     

新疆地面太阳辐射及其CERES/SSF卫星资料适用性研究

采用2017年辐射数据,研究新疆11个地面观测站点的太阳总辐射时空分布特征,发现总辐射辐照度日变化呈单峰分布,日照时数夏季最高,约17 h,春秋季次之,分别为14 h、15 h,冬季最小,仅为12 h;季节平均最大值出现在和田站的春季,为589.61 W·m~(-2),最小约为102.29 W·m~(-2),出现在乌鲁木齐站的冬季。卫星反演辐射空间分布特征显示:春季南疆辐照度明显高于北疆,夏季平均辐照度分布与全年最为相似,冬季次之,秋季南北疆差异不大,季节差异在阿克苏最小。从卫星和地面辐射数据的拟合分析可见,方差分析中南疆F值均较高,最高达6 215.53,即晴空条件下,CERES/SSF(Clouds and the Earth’s Radiant Energy System/Single Satellite Footprine)卫星资料在南疆的反演效果优于北疆及吐—哈盆地。     

新疆艾比湖绿洲干燥指数变化特征

基于艾比湖绿洲4个气象站1960-2013年逐月的气候资料,计算了干燥指数。结果表明:(1)艾比湖绿洲近54 a干燥指数的均值为6.97,属于干旱地区,干燥指数呈显著下降趋势,并且持续性较强,下降幅度约为0.49·(10a)^-1(P<0.05);夏季的干燥指数最大,为9.04,冬季最小,仅为2.20。(2)艾比湖绿洲全年干燥指数在1985年发生突变性减小,夏季和冬季发生突变性减小的年份为1991年和1983年,而春季和秋季不存在突变点。(3)艾比湖绿洲干燥指数的演变过程存在着7~8 a和20~21 a的周期变化,其变化的第一主周期为9 a,第二、三周期分别为21 a和5 a。(4)干燥指数对于风速的变化最为敏感,并且相对贡献率最高,而日照时数的变化最不敏感。     

近54 a来甘肃省河东地区气候时空变化特征

用甘肃省河东及其周围地区近54 a来26个观测站气温、降水量资料,分析气温和降水的时空变化特征及其突变情况。结果表明：近54 a来甘肃河东地区气温呈明显的上升趋势,年平均气温倾向率为0.26 ℃/10 a,特别是20世纪90年代以来气温明显升高;空间分布上,年平均气温变化总体上呈增加趋势,以陇东高原中北部和陇中高原北部地区升温幅度最为明显;季节上气温均呈升高趋势,其中以冬季气温升高最为显著。近54 a来全区年平均降水量呈减少趋势,平均每10 a减少12.01 mm,其东南部地区减少的幅度高于西北部。此外,甘肃河东地区气温在1997年发生了由冷到暖的突变,而降水量突变不明显。进而讨论了气温升高和降水减少对该地区农业生产的影响。     

石羊河流域中部太阳辐射变化的特征分析

利用2007-2010年石羊河流域中部观测的太阳辐射资料,结合下垫面和天气变化状况,应用数理统计,综合分析太阳辐射相关因子变化。结果表明：近年来年平均总辐射、反射辐射、地表长波辐射、大气逆辐射和净辐射总量分别为6 030.9 MJ•m^-2、1 596.1 MJ•m^-2、11 764.7 MJ•m^-2、8 892.8 MJ•m-²和1 563 MJ•m^-2。年内相关辐射变化均呈单峰形,夏季（6-8月）处于高位,冬季（12月和1-2月）相对较低。地表反射率随着下垫面植被的增加逐步减小,冬季最大值为0.329,秋季（9-11月）最小值为0.241。晴好天气下除大气逆辐射近似波动的一条直线外,其余呈单峰形,一般地表长波辐射的峰值在中午前后滞后于总辐射的峰值1～2 h;阴雨雪天气,短波和长波辐射的日变化比较复杂,呈现多个峰值和谷值。春季和夏季阵性降雨后,云间大气透明度好,出现总辐射瞬时值异常增大,超过太阳常数的现象,最大超过159 W•m^-2,云对辐射具有附加效应。云量影响辐射量的变化,大气逆辐射在同一季节,典型晴天值要小于多云和阴雨（雪天）天气,净辐射在日出日落前后均出现正负值之间的跳变,但云可以减少跳变的幅度。     

三江平原挠力河流域近50年降水时空分布特征

通过非参数检验法(Mann-Kendall)分析三江平原挠力河流域19个气象站点近50年(1956-2004)降水序列的变化趋势,并利用Surfer8.0做出流域降水量及倾斜度β值等值线图,研究该流域降水的时空分布特征。结果表明:时间上,总体上挠力河流域降水以年均1.500mm/a的幅度逐渐减少,其中9月份降幅最大,为-0.439mm/a;同时,夏秋两季(6～11月)降水都是减少的,特别是夏季(6～9月),降幅达-1.485mm/a;此外,流域降水年内分布不均,其中夏季降水最多,占全年降水总量的69.8%。空间上,对于年序列而言,降水大致以七星河流域为中心向下游逐渐增加,同时,龙头站附近出现了降水减少的低值中心;对于季序列而言,挠力河流域春季降水逐渐增加,最大值为0.338mm/a(八五三),而夏、秋、冬季降水逐渐减少,其中夏季降水变化较复杂,秋季降幅均值最大,冬季降幅最小。     

东亚单层低云特性及其短波辐射强迫的季节变化

利用云与地球辐射能量系统CERES（Clouds and the Earth's Radiant Energy System）资料,对2003—2016年东亚不同区域单层低云物理属性及地面短波辐射强迫的季节时空分布特征进行研究。结果表明：① 在空间分布上,辐射强迫与单层低云量在春秋两季有着较好的相似性,而与冰/液态水柱含量在春、夏、秋三个季节有着较好的一致性。② 在时间变化上,北方地区夏季的单层低云对短波辐射的削弱作用是最强的;南方地区和西北地区最强的削弱作用发生在春季;东部海域则发生在冬季。在空间分布上,春、秋、冬季最强的低云削弱效应在南方地区。夏季,东亚低云对短波辐射的削弱作用各区域都较弱,大部分区域的负辐射强迫的绝对值小于200 W^●m^-2 。     

东亚单层低云特性及其短波辐射强迫的季节变化

利用云与地球辐射能量系统CERES(clouds and the earth’s radiant energy system)资料,对2003-2016年东亚不同区域单层低云物理属性及地面短波辐射强迫的季节时空分布特征进行研究。结果表明:①在空间分布上,辐射强迫与单层低云量在春秋两季有着较好的相似性,而与冰/液态水柱含量在春、夏、秋三个季节有着较好的一致性。②在时间变化上,北方地区夏季的单层低云对短波辐射的削弱作用是最强的;南方地区和西北地区最强的削弱作用发生在春季;东部海域则发生在冬季。在空间分布上,春、秋、冬季最强的低云削弱效应在南方地区。夏季,东亚低云对短波辐射的削弱作用各区域都较弱,大部分区域的负辐射强迫的绝对值小于200 W·m^-2。     

海河流域近50年降水量时空变化特征分析

依据海河流域1960—2010年逐日降水资料,采用泰森多边形方法将各站点的降水量展布到全流域,并采用M-K法计算Kendall倾斜度,分析降水的时空变化特征。结果表明:时间上,海河流域总体降水呈减少趋势,春季降水虽然呈增加趋势,但仍是少雨季节,夏季降水变化趋势缓慢,少雨现象出现的频率相对较小,秋季降水逐渐减少,少雨现象出现的频率与春季相似,冬季出现极端降水情况,降水呈增加趋势,降水等级集中在极度少雨,另外,存在春夏连续少雨、秋冬连续少雨,甚至四季连续少雨的情况;空间上,整个流域年降水量由南向北逐渐减少,春季五台山、天津变化显著,夏季全流域降水量呈增加趋势,且渤海西南地区增加显著,秋季全流域中东部分降水趋势下降显著,冬季全流域降水上升、下降趋势变化均较缓慢。