青藏高原的散射辐射特征

利用大量连续观测数据阐明了青藏高原散射辐射的时间变化特征,揭示了晴空指数(Rs/Ro)与散射辐射的关系,以及不同晴空指数条件下散射辐射随太阳高度角的变化.散射辐射日最高值出现在午后,年最高值出现在4月份.日晴空指数小于0.3时,太阳辐射基本以散射辐射形式到达地面,日晴空指数大于0.3时,散射辐射占总辐射的比例随晴空指数的增加而呈线性递减.日晴空指数达到0.45左右时,散射辐射占大气外界太阳辐射日总量的比例最高.散射辐射随太阳高度的蛇呈指数递增,但晴空指数在0.3～0.7范围内时,散射辐射随太阳高度角的变化最为明显.     

太阳辐射变化对光伏电站最佳倾角的影响分析

从中国典型资源区选取6个一级辐射站(北京、额济纳旗、格尔木、拉萨、喀什、郑州站)1961—2016年的太阳总辐射、水平面直接辐射和散射辐射数据资料,在用气候倾向估计法分析太阳辐射的变化趋势和利用Klein-Hay模型计算分析最佳倾角的基础上,分析太阳辐射变化对光伏电站最佳倾角的影响.结果显示:(1)近56年,6个一级辐射站的太阳辐射量的总体变化趋势是下降的;除格尔木市和郑州市外,其他4个城市的水平面直接辐射量呈下降趋势;从2003年开始,北京市出现散射比大于直射比的情况;1976年后,郑州市的散射比大于直射比;格尔木、喀什、拉萨市近56年的直射比均高于散射比;额济纳旗市的直射比、散射比变化不明显. (2) 6个典型资源区一级辐射站的最佳倾角随着太阳辐射量的降低而减小;北京、喀什、拉萨市的最佳倾角的下降受总辐射量和直射比的影响;格尔木市和郑州市的最佳倾角的下降受总辐射量和散射比的影响.     

基于ASHRAE模型的客舱表面太阳辐射量分析

为解决飞机在航前、航后及经停阶段,桥载空调过度使用导致其寿命缩短并浪费能源问题,采用ASHRAE太阳辐射模型,并按照中国实际情况对太阳常数进行了修改,对影响飞机客舱能耗的太阳辐射进行分析.分析结果表明客舱右上、右下、左上、左下等四个曲面受到的太阳直射辐射、地面反射辐射、天空散射辐射随着太阳高度角和方向按一定规律进行变化,由于各曲面朝向不同,变化规律也不同.太阳总辐射量中太阳直射所占比例较大,右上曲面和左上曲面的太阳直射辐射分别在10时和14时达到峰值。掌握客舱能耗变化的规律,对于合理控制桥载空调的运行有指导意义,便于引入预测控制,避免桥载空调过度使用,延长其使用寿命,同时节约电能.     

空调系统能耗分析用散射分离模型

进行建筑物空调系统全年或季节能耗分析，需要太阳总辐射和散射辐射数据，我国大多数地方只有总辐射观测，没有直接辐射或散射辐射观测，因此需要一种估计散射的方法。文章根据北京和成都两地的实测数据，分析了日散射与日总射的关系，分别建立了两地散射系数Kd与总辐射系数Kt的多项式拟合模型，该模型以日总辐射为唯一输入进行日散射估计。经检验，模型有很好的拟合性能，拟合数据与建模数据具有一致的月均值和自相关结构，在比较两模型后认为北京模型可以作为通用模型。     

起伏地形下福建省太阳总辐射的分布式模拟

基于数字高程模型(DEM)数据,综合考虑坡度、坡向、地形遮蔽度等因素,建立了起伏地形下总辐射分布式模型(包括起伏地形下太阳直接辐射、散射辐射和地形反射辐射的分布式模型)。利用1960～2010年数据模拟了福建省旬尺度100 m下的太阳总辐射及其空间分布。结果显示:福建省区域内总辐射平均值绝对误差最大为0. 04 MJ/m~2,平均绝对误差为0. 03 MJ/m~2,平均相对误差为8. 25%,个例年验证平均相对误差为9. 1%;模拟结果表明:福建省总辐射夏季各旬之间变化平缓,实际地形下总辐射受纬度影响没有冬季明显,冬季山地与滨海平原总辐射差异较大;太阳总辐射在局地地形下受坡度坡向影响十分明显,阳坡的辐射量要明显大于阴坡,其中冬季差异最明显;从坡度来看,坡度越大太阳总辐射受坡向的影响越大。     

太岳山油松人工林冠下光环境特征与冠层结构

为了揭示林分冠层结构和林内光环境特征的关系,利用冠层分析仪(WinScanopy)对比分析了山西省太岳山马泉林场油松人工林(幼龄林和中龄林)冠层结构及林分光环境特征。结果表明:在林分密度逐步增大情况下,林分开度呈现下降趋势,总体分布范围为9.68%～16.20%; 叶面积指数随林分密度的增大相应增加,总体分布范围为2.000～3.784。林分冠上总辐射分布范围为25.37～29.10 MJ/(m²·d),林下总辐射为4.22～11.07 MJ/(m²·d)。林下总辐射随林分密度的增大而降低,表明林分对光辐射的截获能力随之增强。幼龄林消光系数为0.27,中龄林消光系数为0.59,中龄林林分消光能力大于幼龄林林分。林下直射是林下总辐射的主要组成部分。     

为什么夏天的紫外线最强?

夏天太阳的高度角最大,因此夏季的紫外线辐射明显高于其他季节。而在中午,太阳直射大地,此时,一天中紫外线辐射最强。紫外线跟云层有着密切的关系,太阳垂直照在地面,紫外线垂直穿过云层的距离最短,被吸收最少,因此穿过云层的紫外线最多。尽管云层能吸收紫外线,但高达80%的紫外线辐射仍然能够穿透薄云,大气中的薄雾甚至能增加紫外线辐射的强度,所以多云的天气也不可不防晒。在海拔越高的地区,大气层相对越薄,所吸收的紫外线相对越少,所以青藏高原的人们总挂着"红脸蛋"。     

基于三维模型的枇杷冠层光截获模拟与分析

利用点云数据与L-系统规则结合建模的方法,生成精细与高真实感的枇杷果树模型;利用辐射度模型模拟计算了枇杷冠层截获的光合有效辐射（PAR）,并从受光面积与光合速率的角度对不同冠形的枇杷冠层光截获效率进行了定量化分析。结果表明：植物冠形对于入射光的响应有明显差异;经过比较,枝叶排列较为开阔且均匀的冠形光截获量与光合速率更优,冠层整体日平均直射PAR与散射PAR分别为154.77 umol·m-2·s-1与47.20 umol·m-2·s-1,日最高光合速率为3.97umol·m-2·s-1。模拟结果与实际情况基本一致,合理可信。研究结果可为农业生产管理以及果树形态设计提供了科学依据与参考。     

昆明冬季生物地面有效紫外辐照度的理论与实测研究（Ⅱ）

讨论了散射光的反向与前向散射率R与T的变化规律,以及利用已建立的辐射传输模式,计算出了冬季昆明地面各波长的紫外辐照度和紫外积分照度,此外结合实测的地面紫外辐工对紫外传输规律及计算模式进行了比较分析,分析结果显示：散射辐射的反向散射率随高度的和波长变化趋势与对直接辐射的大致相同,波长较短紫外辐射的单次散射反照率对高度的变化敏感,另外模式的计算结果基本能够反映辐射传输的实际状况。     

浅水池太阳吸收率的计算

文章依据太阳光线在开放的浅水池内作多次反射和吸收及水对太阳辐射吸收具有选择性这一事实,建立了一个用于计算水池太阳吸收率的数学方法。分析表明:水池的太阳吸收率的精确计算必须精确地知道地面上太阳直接和散射辐射的光谱分布,而太阳辐射的光谱分布与太阳入射角及气候条件有关且任何地方无法找到这些数据。文章数字计算表明:对某一给定的水平总辐射值,用于计算的光谱分布气候模式的选择对水池的直接辐射和散射辐射吸收率有很大的影响,但对水池的太阳能收益的影响可忽略不计。文章还引入了一简化的水池吸收率的计算方法。     

河北涞源太阳辐射的时空分布差异及资源应用可行性分析

当前大部分学者通常只研究太阳辐射大范围区域,对具体地域的研究很少;为此,对河北涞源太阳辐射的时空分布差异及应用可行性进行分析。给出河北莱阳地理位置;太阳辐射数据来源为当地气象站53599。采用Dubayyah太阳辐射估算法对太阳总辐射进行计算,把地表太阳辐射划分成太阳直接辐射、太阳散射辐射和周围地形反射辐射,采用求和方式求出总太阳辐射。给出涞源典型月份太阳直接辐射、散射辐射、周围地形反射辐射和总辐射时空分布差异分析结果,分析了涞源太阳辐射每天不同时段的时间分布差异。对太阳能资源光热转换和光电转换应用可行性进行分析。结果表明:涞源7月太阳辐射值最高,1月太阳辐射值最小,太阳能最佳利用时间为夏季中午;资源应用可行性强。     

关于气象能见度理论与观测的讨论

为了澄清气象能见度理论与应用方面的概念,促进气象能见度观测技术的发展,从大气能见度与视觉现象出发,根据大气散射和辐射传输理论,明确了气象能见度的量值约束与物理含义,考察了若干典型天气条件下气象能见度的特征,给出了灯光能见距离、气象光学视程与气象能见度的关系。在此基础上,讨论了气象能见度观测的基本原理、存在问题和改进思路。研究成果对于气象能见度观测的误差分析、方法改进和资料比对,以及空间斜程能见度的探测具有参考价值。     

太阳散射辐射测量装置的设计

为实现太阳散射辐射的自动测量,设计一种简单方便的测量装置。该装置可与全自动太阳跟踪器连接在一起,代替现有的遮光环装置。太阳散射辐射测量装置通过利用直接辐射表赤纬轴的转动来实现遮光装置赤纬轴的转动,整个遮光装置放置在全自动太阳跟踪器外壳上,实现遮装置时角轴的转动。整个装置采用齿形带传动,在利用平行四边形结构的同时也更好地保证了精度。     

梭形遮阳翻板太阳散射辐射传输计算模型及程序实现

取相邻2块遮阳翻板为研究对象,建立了梭形翻板散射辐射传输的计算模型.在模型分析基础上,用MATLAB编制了能描述翻板形状、尺寸、倾角、表面光学特性的梭形翻板散射辐射传输计算程序,验证了程序的正确性,并进行了翻板划分段数的敏感性分析.认为翻板散射辐射透过率的相对误差随翻板划分段数增加而减小,划分段数超过8时,计算结果基本不再发生变化.最后,分析了传统计算方法和程序对梭形翻板进行平板假设所带来的误差,认为用"平板假设模型"计算梭形翻板有一定的误差,误差值随着翻板倾角增加而增大.     

田间灰霾模拟实验的塑料膜光学特征分析

通过在大田利用塑料膜进行遮阴实验,可发现灰霾对农作物生长发育及产量的影响。研究对选取进行模拟灰霾实验用的塑料膜的光学特性进行分析;并通过长期观测得到的太阳辐射值与大气气溶胶光化学厚度(AOD)建立关系,得到所选塑料膜代表的灰霾水平。结果表明实验选取的3层12丝的PE塑料膜进行遮阴,使太阳总辐射下降30%,散射辐射增加20%,太阳辐射可见光波段的强度占太阳总辐射强度的比例不变及遮阴后的太阳辐射仍具有灰霾天的太阳辐射各向异性的特点;且塑料膜代表的AOD水平约为0.5左右,为重度灰霾水平。研究为灰霾辐射效应对农作物产量影响实验提供实验设计依据,也可为大棚设施农业中塑料膜对辐射的影响提供参考。     

几种散射辐射模型精度的对比

通过对既有散射辐射模型的分析,结合上海地区太阳辐射实测数据,建立了各向异性散射辐射新模型,其后从天气类型、朝向、季节和倾角等方面对新模型及既有模型的精度进行了对比分析.对天气类型的研究表明,阴天或多云天时,Klucher模型、Hay模型及Skartveit和Olseth模型与实测值较为吻合;但晴天时,Perez模型和新各向异性散射辐射(NADR)模型更佳.对朝向的研究表明,对于东向和北向,Perez模型和NADR模型较为准确;而对于南向和西向,Liu和Jordan模型,NADR模型较为准确.对季节的研究表明,夏秋季Perez模型和NADR模型较为准确;秋冬季Liu和Jordan模型,NADR模型较为准确.对于倾角的研究表明,Klucher模型与实测值较为吻合,各类散射辐射模型在计算倾角较小的倾斜面散射辐射精度优于倾角较大的情况.对天气、朝向、季节和倾角等多因素的综合考虑表明,Temps和Coulson模型,Gueymard模型准确性相对较低,而NADR模型的准确性最高.     

用典型年数据计算供暖负荷朝向修正系数

以各气象台站实测典型年气象资料为基础，综合考虑了直射辐射和散射辐射两种情况，给出了全国27个城镇的各朝向修正系数，并对采用不同修正系数对房间负荷计算的影响进行了对比分析。     

基于PSO-BP神经网络的探空湿度太阳辐射误差修正

采用计算流体动力学(CFD)软件仿真太阳辐射偏干误差可获得无线探空仪的湿度修正因子,提高了湿度廓线的精度,有助于提升天气预报、气候预测及气象灾害预报预警能力。但湿度修正因子存在明显的时空分布特性,采用CFD方法对每条湿度廓线进行修正计算量庞大。针对这一问题,以CFD软件仿真出典型气压、太阳辐射量和太阳高度角下的温度误差作为数据样本,通过粒子群优化(PSO)的BP神经网络构建预测模型,对探空湿度太阳辐射温度误差进行预测,并利用饱和水汽压逼近公式推算湿度测量的修正因子。研究结果表明,以南京探空站某一天的探空数据作为测试对象,CFD计算和PSO-BP预测的湿度测量太阳辐射误差吻合度较好,说明PSO-BP神经网络预测方法能够对湿度廓线的太阳辐射偏干误差进行有效修正,而且可显著提高修正效率。