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.     

日光温室内太阳辐射照度分布的试验研究

为了解不同天气条件下,太原地区日光温室内光照度的时空分布规律和PVC膜透射率与时间的关系,在该地区一实际日光温室中利用TBQ-2总辐射表,对不同天气条件下室内外太阳辐射照度进行了连续测试。结果表明,PVC膜对太阳辐射的透射率随太阳高度角的增大而增大;晴天的透射率最大,阴天的最小;晴天室内最大太阳辐射可达阴天的5倍左右;温室竖向的辐射照度均匀性要好于横向,阴天的辐射照度均匀性要好于晴天;后坡和保温棉被卷起后的遮阴,不利于后墙充分吸收和转移太阳能而全天候平衡室内气温。     

绿色植物准稳态叶表面温度理论与试验

为深入研究太阳辐射强度随时间的变化规律以及环境因素对树叶表面温度的影响,建立太阳辐射模型与植物树冠温度单层模型,并采用数值关联分析法对模型进行求解,得出太阳辐射强度关于大气透明系数、太阳方位角、太阳高度角、太阳常数和斜面方位角的拟合公式,以及树叶表面温度关于环境因素(环境温度、空气相对湿度、风速和太阳辐射强度)和植物结构参数(叶面积指数、叶片宽度)的拟合方程。分析环境因素及植物结构参数对植物叶表面温度的影响,对叶表面温度及不同朝向的太阳辐射强度等参数进行测试并与本文拟合公式进行对比。结果表明:植物叶片温度受环境温湿度影响最大;东、南、西、北4墙太阳辐射强度曲线基本呈对称分布,太阳辐射强度及植物叶表面温度的实测结果与模型预测结果基本吻合。     

基于气象和空气质量观测数据的日太阳辐射估计

研究城市气象参数与城市近地面污染物对水平面太阳辐射强度的影响,并尝试建立水平面太阳辐射与气象、城市空气污染物观测数据的回归模型.1)收集了广州市2009~2012年水平面日太阳总辐射、地面气象数据、近地面空气污染物历史记录数据;2)根据太阳辐射传输理论和前人相关研究进行水平面太阳辐射的影响因素分析,并对收集到的数据进行处理;3)对水平面太阳总辐射、地面气象、近地面污染物浓度的观测数据进行相关性分析,分别建立了总体样本和分区间样本下的水平面太阳总辐射与气象、空气污染物观测数据的回归模型.结果表明,用单一回归模型解释各种影响因素对太阳辐射的削弱并不合理,而分区间样本下的分段回归模型反映了水平面太阳总辐射的随气象变化和颗粒物浓度变化的规律,预测结果也较为准确.     

冬小麦净碳交换量和光能利用率对晴空指数变化的响应

晴空指数（kt）是反映天空晴朗状况的重要指标,能反映到达地面的太阳辐射的变化状况。晴空指数kt的变化将影响植被的光合作用,进而影响生态系统总初级生产力（GPP）的模拟和预测。本研究基于寿县国家气候观测台的通量观测数据和常规气象数据（2008~2009年）,分析了冬小麦拔节至乳熟期净碳交换量（NEE）和光能利用率（LUE）对kt的响应。结果表明:冬小麦NEE的绝对值随着kt的增加为先升高后降低的变化趋势,kt的变化可以解释NEE变化的59%。当kt为0.6左右时,即天空有部分云量覆盖的中等辐射条件下,冬小麦农田生态系统的NEE值达到最大。冬小麦LUE随着kt的增加而呈指数下降趋势,不同太阳高度角的拟合方程的决定系数平均值为0.57。随着kt的增加,空气温度和饱和水汽压差表现为增加趋势,这些气象要素的改变共同导致了晴朗天空条件下NEE的降低。     

基于回归分析视频中太阳影子时空定位的研究

针对阳光下物体影子变化的过程,分析时序数据确立特定物体所在地。运用三角函数关系与太阳高度角决定公式确立影长决定公式,最小二乘法确立影长变化函数,日期时间已知时使用正午太阳高度角与逆推影长决定公式得特定物体所在地的经度和纬度,仅时间已知使引入半昼长计算公式与简便正午太阳高度角计算公式联立,得到经纬度推算出日期,最后处理视频得到影长变化数据再计算如前,通过视频中特定物体影长的变化确立视频拍摄日期与地点。     

基于太阳运动及辐射理论的跟踪装置评价系统研究

以地球运动规律、太阳辐射理论以及数学归纳法为基础,通过MATLAB软件的图形用户接口开发环境,对基于太阳跟踪装置设计和安装的太阳跟踪评价系统进行开发。所开发的太阳跟踪评价系统能够快速分析拟设计太阳跟踪装置的太阳高度角和方位角运动范围、太阳光到达地面的总辐射量、太阳跟踪装置的最优安装间距,以及对当地安装太阳跟踪装置的必要性进行评级,为太阳跟踪装置的设计和安装提供参考。     

基于太阳辐射的水平外遮阳调控策略

建筑物的水平外遮阳设置由于受到建筑物朝向、不同时刻太阳高度角、不同时刻太阳方位角等因素的影响,不同大小的水平外遮阳对太阳辐射的遮挡也产生变化。为使水平外遮阳在各个时刻、各个朝向能充分地发挥遮阳效果,并能同时满足自然采光要求,水平外遮阳应该采用可调尺寸,并能根据时间和太阳高度角的变化进行调节。本文理论地分析影响水平外遮阳效果的各个因素,并根据相似理论建立3个尺寸可变的水平外遮阳实验模型,测试不同朝向、不同挑出长度的水平外遮阳,在不同时刻的室内、外太阳辐射强度以及照度值。基于测试结果,结合水平外遮阳对室内太阳辐射的遮挡,并适当考虑室内自然采光要求,得到南向、西南、东南向水平外遮阳不同时刻的调控策略。     

低纬度地区太阳运动轨迹的研究

利用美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的数据研究了低纬度地区太阳方位角、高度角的变化规律,提出了与文献中不同的符合低纬度地区太阳方位角、高度角变化规律的计算公式,模拟得到低纬度地区太阳的运动轨迹,并验证了结果的正确性。     

基于大气偏振光学的太阳跟踪方法

太阳位置信息不仅在太阳能领域应用广泛,而且在偏振光导航领域中被作为重要的空间特征,为偏振光导航提供信息。在研究大气偏振模式分布规律时,发现太阳位置与偏振模式存在着一定的对应关系;利用这一联系提出一种新的太阳跟踪方法:对偏振模式进行采样,得到各个采样点的偏振信息(偏振度和偏振角度)与太阳空间位置(高度角和方位角)之间的关系方程组。利用最小二乘法求得最优解并将其作为太阳位置。通过仿真实验验证了该方法的可行性,接着通过全天候和遮挡情况下的太阳跟踪实验进行了验证。实验表明用该方法求解得到的太阳高度角和方位角的平均误差在0.5°;并且不受空间位置和时间的限制,不存在误差积累,不受遮挡物对太阳遮挡的影响,体现出良好准确性和的环境适应性,可以有效地实现太阳空间位置确定和太阳跟踪。     

清香型优质烟叶物理特性指标预测分析

探究清香型优质烟叶物理特性指标与生态因子间的定量关系,构建物理特性指标预测模型。选择云南省玉溪市2019-2020年优质烟叶的物理特性指标数据与生态数据（气象、土壤和海拔）,建立多元线性统计预测模型与BP神经网络预测模型,并分析各生态因子对烟叶物理特性指标的相对贡献率;利用均方根误差（Root Mean Square Error,RMSE）与归一化均方根误差（Normalized Root Mean Square Error,NRMSE）对两种预测模型模拟效果进行检验分析。结果显示,气象因子平均相对贡献率明显高于土壤、海拔的相对贡献率,气象因子对清香型优质烟叶物理特性指标尤为重要;统计预测模型的RMSE、NRMSE值均高于神经网络预测模型,神经网络预测模型预测准确性更高。利用统计方法与神经网络构建物理特性指标预测模型,可以为不同生态条件下提升烟叶品质、促进烟叶品质评价智能精准化提供一定的科学理论依据。     

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。     

三维环境下的建筑表面太阳能潜力估计

提出一种结合屋顶及立面，考虑天气因素影响的城市级建筑表面太阳能潜力估计方法.以建筑轮廓矢量数据和高度信息为基础，重建三维城市环境；基于射线求交方法、纹理映射和太阳辐射模型计算和渲染建筑表面太阳辐射；利用长期日照时数气象数据和天气校正模型对建筑表面接收的太阳辐射进行辐射校正，并通过气象站太阳辐照度辐射观测数据对校正结果进行有效性验证.结果表明：相关系数r和均方根误差RMSE分别为0.85和0.99 kW·h·m^-2,具有一定的有效性.应用该方法对研究区进行时空特征分析，研究结果可为城市清洁能源利用评估提供方法，为低碳城市的设计和管理提供一定参考.     

地磁活动指数与太阳活动的小波分析

根据1957—2012年的地磁指数Ap、Dst、AE和太阳活动参数(太阳黑子相对数R与太阳射电流量F10.7)数据,利用小波分析方法研究了地磁活动与太阳活动的关系.结果表明,Ap、Dst、AE指数和太阳活动参数均存在准11 a和准22 a的周期特征.Ap和AE峰值滞后于太阳参数峰值1~2 a;而Dst指数与太阳参数存在近似负相关的关系,但从第21太阳周起逐渐延迟于太阳参数,表明地磁活动受太阳活动影响的滞后性.此外,地磁指数峰值从第20太阳周开始有逐渐下降的趋势,反映了地磁活动对太阳活动的响应减弱.     

混凝土箱梁桥日照温度场的实测与仿真分析

通过对某大型混凝土箱梁桥温度场的观测,分析了混凝土箱梁在日照辐射作用下的温度变化情况和竖向温度梯度的分布规律,发现日照辐射作用下混凝土箱梁竖向温度梯度模式近似服从指数分布。建立了基于气象参数的混凝土箱梁日照温度场有限元模型,并验证了该模型的准确性。最后,计算了50年一遇气象参数条件下混凝土箱梁竖向温度梯度分布情况,结果表明,极端条件下混凝土箱梁竖向最大温差可达18.5℃。     

基于回归分析方法的氢原子光谱数据处理

利用回归分析方法,对改进的小型摄谱仪测氢原子光谱实验的数据进行了处理。回归分析表明：由棱镜玻璃的折射率随波长的非线性引起的波长与位置读数的关系,如果用二次多项式表示,则显著拟合在α等于0.1水平上。故只需二次方程就能表示波长与位置的关系,由此得出氢原子光谱的波长。该方法适用于一切具有未知函数规律的数据处理问题。     

基于部分线性模型研究空气臭氧含量与气象因素的关系

针对空气中臭氧含量增加对人体健康和生态环境均产生较大影响,而低空大气中臭氧污染日益恶化这一问题,就空气中臭氧含量提出部分线性模型。研究其与相关气象影响因素之间的关系,包括每日最高温度、太阳辐射和风速,并结合核方法和自助法得到臭氧含量均值估计和重要分位数估计,为空气质量监测和预测提供部分理论依据;结果表明空气中臭氧含量与每日最高温度和风速线性相关,与太阳辐射非线性相关,且回归估计函数随太阳辐射整体呈"S"型增长,臭氧含量均值为70. 58 ppb,它的10%、25%、50%、75%和90%分位数分别为42. 98 ppb、58. 64 ppb、71. 84 ppb、85. 49 ppb和96. 30 ppb。     

染料敏化太阳能电池纳晶TiO2多孔薄膜研究进展

染料敏化太阳能电池(DSSC)是一种非常有前途的清洁太阳能光电转化装置.其中,光阳极是DSC的工作电极,起着吸附染料分子、接收和传输电子的作用.阳极的微结构(孔径、孔隙率、粗糙因子)和组成对于提高电池的光电催化、转化效率具有决定作用.主要综述了染料敏化太阳能电池中TiO2光阳极的制备、改性方法以及添加剂对纳晶TiO2多...     

屋面夏季日得热总量与晴空指数的关系

以江西南昌地区近30年的气象数据为基础,用非线性曲线拟合的方法,分析了该地区夏季晴空指数与室外气温的随动性关系;采用数值计算的方法,研究晴空指数对屋面平均温度、传热通量等热工参数的影响,分析晴空指数与屋面全天得热总量的定量关系。结果表明:室外空气温度最大值及室外气温日较差与晴空指数的相关性较大;晴空指数与屋面夏季日热总量的相关性非常明显,可以将屋面日得热总量表达成晴空指数的函数。