2007~2014年中国区域地表辐射特征研究
地表反照率
收稿日期:2004207225;修订日期:2004208228基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(“973”项目)(G 2000077908)资助。
作者简介:王介民(1937-),男,研究员,博士生导师,主要从事大气科学与遥感应用研究。
关于地表反照率遥感反演的几个问题王介民1,高 峰1,2(11中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,甘肃兰州 730000;21中国科学院资源环境科学信息中心,甘肃兰州 730000))摘要:分析了地表反照率对陆面辐射能收支以及区域和全球气候的影响,强调了地表反照率是遥感反演陆面参数时的第一重要参数,地表反照率或多波段遥感中不同谱段的地表反射率的准确反演常常是准确估算其它陆面参数如植被和土地利用 土地覆盖等状况的先决条件。
在对当前关于反照率的概念及容易混淆的术语进行阐述和说明的基础上,简述了遥感反演地表反照率的步骤和主要难点的解决方法,进而对常用陆面过程模式计算地表反照率的过程作了分析,并将其结果与M OD IS 有关产品进行了比较,强调了遥感与陆面过程模式和气候模式的结合。
关 键 词:地表反照率;二向反射分布函数;地面能量收支;陆面过程模式;遥感中图分类号:T P 79 文献标识码:A 文章编号:100420323(2004)05202952061 引 言反照率似乎是一个教科书上早已讲述过的基本概念,然而在卫星遥感日新月异地发展和广泛应用的今天,却时时出现许多混淆和困惑。
地表反照率的遥感反演,经过多年的实验研究已经有了一些成熟的算法,但其精确估算依然存在诸多困难。
概念上,反照率(albedo )是对某表面而言的总的反射辐射通量与入射辐射通量之比。
一般应用中,指的是一个宽带,如太阳光谱段(～013-410Λm )。
对多波段遥感的某个谱段而言,称为谱反照率(sp ectral albedo )。
这都是指向整个半球的反射。
对某波段向一定方向的反射,则称为反射率(reflectance )。
地表向下短波和长波辐射遥感参数化方案研究综述_彭丽春_李万彪_叶晶_成董_李宇明
Abstract Research progresses in parameterization schemes for estimating downward shortwave and longwave radiations are reviewed by use of satellite data and ground-based routine observations in recent years. Based on a comprehensive analysis of the relevant literatures, the theoretical backgrounds of downward shortwave and longwave radiation parameterization schemes are described. According to the clear-sky and cloudy-sky conditions, the radiation parameterization schemes are summarized and their advantages and disadvantages in the practical application are reviewed. Under clear-sky conditions, the main parameterization schemes of downward shortwave radiation are statistical methods and radiative transfer models; the longwave radiation parameterization schemes are mainly single-parameter and dual-parameter methodologies. Under cloudy-sky conditions, radiation parameterization schemes are mainly limited to the determination of cloudiness. The limitations of estimating downward shortwave and longwave radiation on the surface are the selections of appropriate parameterization scheme that need considering land cover types and the attainment of meteorological observations and satellite remote sensing data. In the future, the relatively promising estimation approach is pointed out by combination of polar-orbiting and geostationary satellite remote sensing data. Key words downward shortwave radiation; downward longwave radiation; parameterization schemes
中国大陆地区地表太阳辐射估算及其时空变化分析
中国大陆地区地表太阳辐射估算及其时空变化分析
中国大陆地表太阳辐射估算及其时空变化分析，是近年来一项重要的研究课题。
据统计，
中国的地表太阳辐射总量达到每年1340万希拉里。
中国大陆地区的地表太阳辐射各地区
的强弱与时间具有显著的相关性，具有明显的时空变化特征。
南方的地表太阳辐射较北方高出30%，西部比东部高出20%。
总的来看，太阳辐射总量是
一年四季比较稳定的。
从时序分析来看，春夏季节的太阳辐射是最大的，其次是秋季，冬
季最低。
按季节来看，周边地区的太阳辐射实际上未必比中部地区的太阳辐射多，可能会
存在差异。
有关中国大陆地表太阳辐射估算及其时空变化分析已经着重研究，它直接影响着节能减排、气候变化、分布式发电、气候变化等诸多领域，深入分析太阳辐射的时空变化特征，对预
测和评估能源等领域提出了新的要求。
中国大陆地表太阳辐射估算及其时空变化分析，是未来有关研究领域出现的重要课题，有
助于把握和正确利用地表太阳辐射资源，为能源转型提供重要的依据。
中国地区近10年地表反照率变化趋势
ＭＣ ４ Ｃ Ｄ ３ ３数 据 时 间 分 辨 率 为 ８天 ， 间 分 辨 空 率 为 ０ ０ 。是 经 过 大 气 校 正 的 基 于 双 向 反 射 函 数 ．５， （ Ｒ Ｆ 模 型 计 算 的 反 照 率 。Ｊ ｎ ｔａ Ｂ Ｄ ） ｏ ａｈ ｎ等 的 研 究 表 明 双 星 数 据 更 为 精 确 。 其 是 在 秋 冬 季 节 的 表 现 更 尤
模 式 计算 的地 表 反 照 率 进 行 了 埘 比 ， 分 析 了模 式 并 计 算 存 在 误 差 的可 能 原 冈 。研 究 发 现 模 式 计 算 的 反
照 率 存 植 被 稀 疏 地 区 偏 差 较 大 ， 积 雪 变 化 的 复 杂 对 性 难 以应 对 ， 式 中 对 下 垫 面 类 型 的 划 分 包 含 了 许 模 多 先 验 的 预 定 参 数 ， 杂 的 计 算 过 程 中 使 用 了 许 多 复
对 积分而来 ， 实 的谱 反照 率 可 由二 者 的线性 真
组 合计算 ：
ｄ ＋ ） （ — ） ［（７， ＋ （ （ ＝ １ — 口１ （ ） ａ ） 、 （ １）
率变 化趋势 的分析 ， 准确估计 气候变化 的趋势 ， 对 提
高 中 长 期 的气 候 预 报 水 平 有 重 要 的 意 义 。 以 往 的研 究 针 对 不 同 下 垫 面 状 况 进 行 一 定 的 分 析 ， 青 藏 如 高 原 地 区 的 反 照 率 四 季 分 布 和 干 旱 半 ｆ 旱 地 区 的 反
的 特 性 上 取 得 了许 多 进 展 。 。但 是 对 于 大 范 围反 照 率 较 长时 间 的 变 化 趋 势 相 关 研 究 还 较 少 ， 多 数 研 大
全国各地区年太阳总辐射量及最热月平均温度
全国各地区年太阳总辐射量及最热月平均温度以下是全国各地区年太阳总辐射量及最热月平均温度情况：序号地点全年总辐射 GJ/㎡·y 最热月平均温度(℃)1 北京 5.1 24.47月 26.28月 24.89月 20.02 天津 5.1 24.66月 25.67月 26.68月 25.69月 20.93 沈阳 5.1 22.06月 24.67月 23.68月 17.44 大连 4.4 20.36月 23.47月 24.48月 20.35 长春 5.1 20.66月 23.17月 21.68月 15.46 哈尔滨 4.4 20.4 6月 23.07月 21.18月 14.58 黑河 4.4 18.26月 01.27月 09.18月 16.49 呼和浩特 5.7 20.7 6月 22.67月 20.68月 14.610 满洲里 5.1 17.2 6月 01.07月 10.18月 11.411 太原 5.7 21.8 6月 23.47月 22.18月 16.512 石家庄 5.7 25.7 6月 26.87月 25.48月 20.713 邯郸 5.1 24.2 6月 26.27月 24.48月 20.414 济南 5.1 26.3 6月 27.57月 26.58月 22.015 青岛 4.4 20.2 6月 24.27月 27.88月 22.816 南京 4.4 24.4 6月 26.27月 27.88月 22.717 上海 4.4 23.8 6月 28.07月 27.98月 22.618 合肥 4.4 23.9 6月 28.07月 27.98月 22.419 芜湖 4.4 22.8 6月 28.27月 28.28月 22.020 杭州 4.4 23.8 6月 28.47月 28.48月 23.421 温州 4.4 26.2 6月 28.67月 28.08月 24.922 宁波 4.4 22.2 6月 26.27月 26.68月 22.923 南昌 4.4 25.7 6月 27.27月 28.88月 24.624 赣州 4.4 27.1 6月 29.27月 28.38月 25.825 福州 4.4 27.0 6月 28.97月 28.98月 25.926 厦门 4.4 25.8 6月 27.87月 27.88月 26.627 西安 5.7 24.8 6月 25.37月 25.38月 19.928 延安 5.1 23.4 6月 21.47月 23.48月 16.329 银川 5.7 21.5 6月 23.47月 21.58月 16.230 兰州 5.7 20.46月 22.47月 21.18月 16.331 西宁 6.3 15.36月 17.27月 16.28月 12.232 格尔木 6.9 15.8 6月 17.97月 17.98月 12.333 乌鲁木齐 5.7 21.9 6月 23.77月 22.48月 16.734 吐鲁番无数据35 阿勒泰无数据上表列出了全国各地区年太阳总辐射量及最热月平均温度。
不同陆面模式对我国地表温度模拟的适用性评估
不同陆面模式对我国地表温度模拟的适用性评估孙帅;师春香;梁晓;韩帅;姜志伟;张涛【摘要】基于CLDAS大气驱动数据驱动CLM3.5陆面模式和3种不同参数化方案下的Noah-MP陆面模式模拟得到的地表温度,利用中国气象局2009 2013年2000多个国家级地面观测站地表温度进行质量评估.结果表明:从时间分布看,模拟地表温度与观测的偏差及均方根误差均呈季节性波动;从空间分布看,模拟地表温度与观测的偏差及均方根误差在中国东部地区相对于中国西部地区更小.选择Noah-MP陆面模式3种不同参数化方案模拟结果进行对比,结果表明:Noah-MP模式的非动态植被方案不变时,考虑植被覆盖度的二流近似辐射传输方案的Noah-MP陆面模式模拟的地表温度优于考虑太阳高度角和植被三维结构的二流近似辐射传输方案Noah-MP陆面模式模拟的地表温度;选择动态植被方案的Noah-MP陆面模式模拟的地表温度优于选择非动态植被方案的Noah-MP陆面模式;总体而言,考虑动态植被方案的Noah-MP陆面模式模拟的地表温度优于其他两种参数化方案的Noah-MP陆面模式以及CLM3.5陆面模式模拟的地表温度.%As an important physical quantity in the land surface process,the ground temperature plays an important role in climate change research,agricultural production and ecological environment.A set of simulation experiments are carried out,in which ground temperature are simulated by Community Land Model 3.5 (CLM3.5) land surface model and Noah-Multi Parameterization Land Surface Model (Noah-MP) of three different parameterization schemes,forced by China Meteorological Administration Land Data Assimilation System (CLDAS) atmosphere forcing data containing high-quality temperature,pressure,humidity,wind speed,precipitation and solarshortwave radiation.The different model-simulated ground temperature is verified by 2000 national ground temperature observation stations of China Meteorological Administration from 2009 to 2013.Results show that errors of different model-simulated ground temperature compared with observations behave seasonal fluctuations from the error analysis of time series.And the ground temperature simulated by CLM3.5 land surface model and Noah-MP land surface model can better represent the spatial distribution of ground temperature of China in seasonal climate state.The ground temperature is underestimated in general,and the underestimation in spring and autumn is smaller than that in summer and winter.On the spatial distribution,the error of the model-simulated ground temperature in the eastern China is smaller than that in the western China,and in the northeastern China and northern Xinjiang the error is even greater.Three different parameterization schemes of Noah-MP land surface model are selected to compare the simulation result.Results show that when the non-dynamic vegetation scheme remain unchanged,considering different radiation transferring schemes,the two-stream approximation radiative transferring scheme considering vegetation coverage of Noah-MP land surface model performs better than the radiative transferring scheme considering the solar altitude angle and vegetation 3D structures of Noah-MP surface land model.When the default two-stream approximation radiative transferring scheme in Noah-MP land model doesn't change,considering the dynamic vegetation scheme of Noah-MP land surface model,the result shows that the ground temperature choosing thedynamic vegetation scheme of Noah-MP land surface model is better than the non-dynamic vegetation scheme named of NoahMP land model.Above all,the ground temperature simulated by the dynamic vegetation scheme of NoahMP land surface model is better than the other two parameterization schemes of Noah-MP land model and the CLM3.5 land surface model.【期刊名称】《应用气象学报》【年(卷),期】2017(028)006【总页数】13页(P737-749)【关键词】CLDAS;CLM3.5;Noah-MP;地表温度;站点观测【作者】孙帅;师春香;梁晓;韩帅;姜志伟;张涛【作者单位】南京信息工程大学地理与遥感学院,南京210044;国家气象信息中心,北京100081;国家气象信息中心,北京100081;国家气象信息中心,北京100081;国家气象信息中心,北京100081;国家气象信息中心,北京100081【正文语种】中文基于CLDAS大气驱动数据驱动CLM3.5陆面模式和3种不同参数化方案下的Noah-MP陆面模式模拟得到的地表温度，利用中国气象局2009—2013年2000多个国家级地面观测站地表温度进行质量评估。
地表反照率研究进展
地 表 反 照 率 研 究 进 展
王 鸽 韩 琳 ，
（． １ 中国气象局成都高原气象研究所 ， 成都 ６ ０７ ；． １０ １２ 成都信息工程学 院 ， 成都 ６０２ ） １２５
摘要 ： 地表反照率是陆 面过程模式 及气 候模 拟研究中的一个重要参数 ， 表反照率 的变化会 改变整个地 气系统 的能 量收支 地 平衡 ， 并引起局地 以至全球 的气候 变化 。不 同下垫 面地表反 照率存 在明显 的差异 ， 中国区域地 表反照率 的空 间分布也存 在
中 图分 类 号 ：４ ２ ４ Ｐ ２ ． 文献标识码 ： Ａ ｄ ｉ１． ９９ ｊｉ ｎ １７ ２ ８ ・ ０ ０ ０ ． １ ｏ：０ ３６ ／． ｓ．６ ４— １４ ２ １ ．２ ０ ８ ｓ
引言
作 为广 泛应用 于地表 能量 平衡 、 中长期 天气 预报 和 全球 变化研究 的重 要参 数 ， 表反照 率是地 面辐 射场 的 地
作 者 简 介 ： 鸽 ， 士 研 究 生 ， 要从 事 生 态学 与全 球 变化 生 物 学 研 究 。Ｅｍａｌｗ ８０ １ ＠ｙｈｏ Ｇｒ．ｎ 王 博 主 — ｉ：ｇ０ １０ ａｏ．Ｏ ｅ ｅ
高原 山地气象研究
第３ Ｏ卷
结果 ， 其中辐射传输方 程 中的二 流模式 （ ｗ —ｓ ｅｍ Ｔ ｏ ｔａ ｒ
明显 的区域差 异。遥感 反演地表反照率在空间上具有较高 的精度 ， 反演结果很难直接应用 于陆面过 程模式 。各种 陆面模 但 式对地表反照率计算 主要基于陆面土地覆盖分类 ， 包含 了许 多先验 的预定参 数 ， 由于某些 过程处理 中的简化假设 ， 而对 地 从
表反 照率 的计算带来一 定的误差 。 关键 词 ： 地表反照率 ； 遥感 ； 模拟
我国太阳能辐射量的区域分类
我国太阳能辐射量的区域分类按接受太阳能辐射量的大小，全国大致上可分为五类地区：一类地区：年日照时数3200～3300小时，辐射量670～837kJ／cm2·yr。
主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部和新疆南部等地。
特别是西藏，地势高、太阳光的透明度也好，太阳辐射总量最高值达921 kJ／cm2·yr，仅次于撒哈拉大沙漠，居世界第二位，其中拉萨是世界著名的阳光城。
二类地区：全年日照时数为3000～3200小时，辐射量在586～670 kJ ／cm2·yr。
主要包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。
此区为我国太阳能资源较丰富区。
三类地区：全年日照时数为2200～3000小时，辐射量在502～586 kJ ／cm2·yr。
主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部和安徽北部等地。
四类地区：全年日照时数为1400～2200小时，辐射量在419～502 kJ ／cm2·yr。
主要是长江中下游、福建、浙江和广东的一部分地区，春夏多阴雨，秋冬季太阳能资源还可以。
五类地区：全年日照时数约1000～1400小时，辐射量在335～419 kJ ／cm2·yr。
主要包括四川、贵州两省。
此区是我国太阳能资源最少的地区。
一、二、三类地区，年日照时数大于2000h，辐射总量高于586 kJ ／cm2·yr，是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区，面积较大，约占全国总面积的2／3以上，具有利用太阳能的良好条件，适宜使用光伏发电系统。
1961_2000年中国太阳辐射区域特征的初步研究
文章编号:10002694X (2008)03205542081961—2000年中国太阳辐射区域特征的初步研究 收稿日期:2007208213;改回日期:2007209227 基金项目:国家重点基础研究发展计划项目(2006CB 403701);国家自然科学基金项目(40675077)资助 作者简介:文小航(1982—),男,陕西汉中人,硕士研究生,主要从事干旱气候和资源气象研究。
Email :wenzerg @文小航,尚可政,王式功,杨德保,樊文雁(兰州大学大气科学学院/甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室,甘肃兰州730000)摘 要:利用中国122个辐射观测站1961—2000年的逐日地面辐射资料,同期729个气象站的逐日云量资料,分析了总辐射、直接辐射和散射辐射年代际距平分布和变化。
按照中国地理气候区域的特征并考虑年总辐射,将中国划分为5个不同的辐射区域。
分析了各区近40a 来总辐射、直接辐射、散射辐射的年际变化。
结果表明:①总辐射和直接辐射年曝辐量在1961—1990年之间呈下降趋势,在20世纪80年代达到最低值,以青藏高原西南部地区降幅最明显;在1991—2000年总辐射和直接辐射年曝辐量有回升趋势,其中青藏高原地区回升最显著,但均未达到历史最高水平。
5区总辐射近40a 来下降率为:-1.24%/10a ,-1.66%/10a ,-1.60%/10a ,-1.89%/10a 和-1.93%/10a 。
②近40a 来散射辐射年曝辐量除东北无明显变化外,南疆和青藏高原有降低趋势,而南方有略微增加趋势;通过对云量的分析发现西北地区低云量略增加,而其他地区低云量和总云量都有不同程度的下降趋势,5区总云量近40a 来下降率为:-2.99%/10a ,-1.68%/10a ,-3.10%/10a ,-1.17%/10a 和-1.01%/10a ,低云量变化率为:-1.51%/10a ,4146%/10a ,-1.47%/10a ,-0.89%/10a 和-0.75%/10a 。
中国近50年太阳直接辐射和散射辐射变化趋势特征
看（ 见图 1 和表 1）， 中温带
11 个， 暖温带 14 个 、 北 亚 热 带 8 个、 中 亚 热 带 5 个、 南亚热带 7 个 、 青藏高原 4 个 ． 从城市看， 主要省际 大城市 26 个 、 其他城市 23 个 ．
2. 2. 2. 小波分析 为了进一 步 识 别 时 间 序 列 的 周 期 成 分 及 其 在 时域上的分布， 利 用 Morlet 小 波 对 太 阳 直 接 辐 射 和 散射辐射进行周期性分析 ． 计算方法详见参考文献
图1 图 地面直接辐射和散射辐射 观 测 站 点 和 气 候 界 线 分 布 示 意 Ⅰ 为中温带， Ⅱ 为暖温带， Ⅲ 为北亚热 带， Ⅳ 为 中 亚 热 带， Ⅴ
［ 24］ ． 小波分析是一种时 、 频多分辨率分析方法， 是 一个时间和频率的 区 域 变 换， 因而能有效的从信号 中提取信息， 通过伸 缩 和 平 移 等 运 算 功 能 对 函 数 或 信号进行多尺度细化 ． 在实际应用时常将连续小波 变换离散化 ． 小波方差随尺度 a 变化过程称小波方 反映 了 波 动 的 能 量 随 尺 度 的 分 布， 能量显著 差图， 对应 的 尺 度 就 是 给 定 时 间 序 列 存 在 的 主 要 周 期 成分 ．
［7 — 11］ ［6］
多年来观测资料的研究不多 ． 由于以往实际观测资 ， 研究结果有所不 可比性差， 揭示地区差异性和特殊性不够深入 ． 同， 本研究突出以下 特 点：1 ） 将 资 料 进 行 归 一 化 处 理， 使分析结果具有 可 比 性 、 代 表 性；2 ） 在 全 国 部 分 已有直 接 辐 射 和 散 射 辐 射 观 测 站 点 中， 增补了至 2009 年的实际观测资料， 使这部分站点资料具有较 长年代和较好的连 续 性 和 系 统 性；3 ） 分 析 内 容 更 着 重于揭示地区的差异性和特殊性 ．
地表太阳辐射的年代际变化
-6.3 W m-2 per decade
Wang et al., 2014, GRL, in press
需要一对一的城市-乡村站点对比
Wang et al., 2014, GRL, in press
全球平均：城市影响较小
█ 经过配对后，全球平均城市
区域为-1.6 W m-2 per decade，乡村区域为： 1.7 W m-2 per decade。 █ 但并不否定气溶胶的贡献， 主要是因为不同区域的抵消 作用。
Wang et al., 2014, GRL, in press
所有CMIP5模式无法重现中国地区观测到的太阳辐射暗化
█ 所有模式
都错了？
█ 观测有没 有误差？
Wang, Scientific Report, Minor revision
日照时数估计得到的太阳辐射与其它独立估计的相关性 比辐射观测要好
有关争论
█ IPCC第四次评估报告认为地表太阳辐射具有城市偏差（气溶胶污染）
，缺少区域代表性。 █ 1983-2001年卫星反演表示全球陆地上太阳辐射以每十年-0.5 W m-2
的速度降低，与观测得到的亮化相反（Pinker et al., 2005，
Science)。 █ Wild（2009）表示全球变暗与温度日较差，蒸发皿蒸发，日照时数等 一致。IPCC第五次评估报告，肯定了全球暗化和亮化（Wild执笔） 。
地表太阳辐射的年代际变化
北京师范大学
王开存（kcwang@)
全球暗化和亮化
█ 地表太阳辐射，直接驱动天气和气候变化，是植被生长的主要能量来
源。 █ 1958年以后，一些气象台站开始观测太阳辐射。
█ 这些观测表明，1960-1990年之间，全球陆地地表太阳辐射以每十年
【国家自然科学基金】_地表辐射平衡_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140730
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19பைடு நூலகம்20 21 22 23 24 25 26 27 28
科研热词 推荐指数 辐射平衡 4 地表能量平衡 3 热量平衡 2 塔克拉玛干沙漠 2 黄河上游 1 黄土高原 1 高寒草甸 1 青藏高原西部 1 陆面过程 1 陆面特征 1 郊区 1 资料检验 1 矢量辐射传输方程 1 温湿廓线 1 有效辐射 1 小气候特征 1 多角度偏振辐射 1 城市地表反射率 1 城市 1 地表反照率 1 土壤冻融 1 卷云微物理特征 1 卷云光学特性 1 半干旱区 1 中分辨率成像光谱辐射计 1 下垫面 1 ncep/ncar再分析资料 1 colm模式 1
53 54 55 56 57
2011年 科研热词 推荐指数 能量平衡 6 黄土高原 3 辐射收支 2 wrf模式 2 高压线 1 青藏高原 1 陆面过程 1 陆面辐射收支 1 陆面温度 1 陆向能量平衡 1 金塔绿洲 1 遥感 1 近地表气温 1 近地层气温 1 辐射强迫 1 蒸散发 1 能量闭合率 1 能量通量 1 能量平衡模式 1 能量亏损 1 绿洲 1 神经网络 1 石漠化区域 1 电磁场 1 物理反馈 1 热红外遥感 1 热力和水文响应 1 温度模拟 1 海河 1 活动层 1 气候效应 1 机制 1 干旱-半干旱区 1 定量遥感 1 定西地区 1 天气背景 1 大孔径闪烁仪(las) 1 多年冻土 1 地表通量 1 地表辐射平衡 1 地表辐射 1 地表能量平衡 1 地表温度 1 地表反照率 1 反演 1 区域性差异 1 区域差异 1 冰期-间冰期旋回 1 全球变暖 1 中国大陆 1 三维大气-土壤耦合模式 1 tvx方法 1
我国主要城市的辐射参数表光伏
专家学者研究已久的课题，而且已有许多卓越的研究成果，为我国光伏事业的发展奠定了坚实的基础。
笔者在学习各专家的设计方法时发现，这些设计仅考虑了蓄电池的自维持时间（即最长连续阴雨天），而没有考虑到亏电后的蓄电池最短恢复时间（即两组最长连续阴雨天之间的最短间隔天数）。
这个问题尤其在我国南方地区应引起高度重视，因为我国南方地区阴雨天既长又多，而对于方便适用的独立光伏电源系统，由于没有应急的其他电源保护备用，所以应该将此问题纳入设计中一起考虑。
本文综合以往各设计方法的优点，结合笔者多年来实际从事光伏电源系统设计工作的经验，引入两组最长连续阴雨天之间的最短间隔天数作为设计的依据之一，并综合考虑了各种影响太阳能辐射条件的因素，提出了太阳能电池、蓄电池容量的计算公式，及相关设计方法。
2影响设计的诸多因素太阳照在地面太阳能电池方阵上的辐射光的光谱、光强受到大气层厚度（即大气质量）、地理位置、所在地的气候和气象、地形地物等的影响，其能量在一日、一月和一年内都有很大的变化，甚至各年之间的每年总辐射量也有较大的差别。
太阳能电池方阵的光电转换效率，受到电池本身的温度、太阳光强和蓄电池电压浮动的影响，而这三者在一天内都会发生变化，所以太阳能电池方阵的光电转换效率也是变量。
蓄电池组也是工作在浮充电状态下的，其电压随方阵发电量和负载用电量的变化而变化。
蓄电池提供的能量还受环境温度的影响。
太阳能电池充放电控制器由电子元器件制造而成，它本身也需要耗能，3蓄电池组容量设计太阳能电池电源系统的储能装置主要是蓄电池。
与太阳能电池方阵配套的蓄电池通常工作在浮充状态下，其电压随方阵发电量和负载用电量的变化而变化。
它的容量比负载所需的电量大得多。
蓄电池提供的能量还受环境温度的影响。
为了与太阳能电池匹配，要求蓄电池工作寿命长且维护简单。
太阳能电池组件按一定数目串联起来，就可获得所需要的工作电压，但是，太阳能电池组件的串联数必须适当。
串联数太少，串联电压低于蓄电池浮充电压，方阵就不能对蓄电池充电。
中国年太阳辐射总量的分布图的分析
“中国年太阳辐射总量的分布图”的分析太阳辐射能量不仅具大，对于我们的生产和生活有着非常重要的影响，目前被人类利用的能量几乎都是直接或者间接来自太阳辐射的能量。
所以了解和认识我国太阳辐射能分布规律对于充分利用太阳能和指导工农业生产有着重要意义。
太阳辐射能分布是影响农业生产光照热量条件的重要因素，也是考试重要的知识点，因此在知识上我们既要了解太阳辐射的分布规律又要会分析太阳辐射分布不同的原因。
一、我国太阳辐射能时空分布规律1、就时间而言，我国大部分地区们于北半球的中纬度，夏季太阳高度角大，光照时间长，各个地区的太阳辐射能夏半年多于冬半年。
2、就空间而言，我国太阳辐射能分布大体上东南向西北递增。
大体上的界线，从大兴安岭向西南，经北京西侧，兰州，昆明再折向北到西藏南部，这一条线以西、以北广大地区，太阳辐射特别丰富。
二、影响太阳辐射差异的原因分析影响太阳辐射的因素主要包括纬度高低、地形地势、气候气象条件等方面。
我们结合中国太阳年辐射总量的分布图来仔细分析贫乏区、可利用区、较丰富区、丰富区的差异的原因。
整体上来看，在我国西部地区由南向北，由青藏高原丰富区向北到新疆中北部地区较丰富区过渡，体现了由于太阳高度的大小关系，太阳年辐射总量由低纬向较高纬度递减规律；东部地区从沿海地区向内陆地区，太阳年辐射总量由可利用区向较丰富区和丰富区过渡，这种和经度地带类似的变化过程，由于距海远近降水多少或者说气候气象条件影响的结果；而几乎在同一纬度地带的青藏高原由于地势较高，空气稀薄形成了丰富区，四川盆地由于盆地地形影响，形成了贫乏区。
具体到太阳年辐射总量高值和低值中心来看，高值和低值中心都处在北纬22o-35o之间，高值的中心在青藏高原，低值的中心在四川盆地。
青藏高原能成为太阳辐射的高值中心，主要是因为海拔高，空气稀薄，空气中含有的尘埃的量较少，晴天较多，日照时间较长，大气对太阳辐射的削弱作用小，到达地面太阳辐射能量多。
而四川盆地为低值中心的原因在于：盆地形状，水汽不易散发，空气中含水汽的量多，阴天，雾天较多，从而造成日照的时间短，日照强度弱，太阳能资源贫乏。
全国太阳辐射强度表
全国太阳辐射强度表太阳辐射是指太阳能以电磁波的形式传播到地球上的能量。
太阳辐射对于人类和地球的生态系统都具有重要的影响。
在不同的地区、季节和时间段，太阳辐射的强度会有所不同。
为了更好地了解太阳辐射的分布情况，全国各地进行了太阳辐射强度的测量和记录。
下面是全国太阳辐射强度表：1. 北京市- 冬季辐射强度：低- 春季辐射强度：中等- 夏季辐射强度：高- 秋季辐射强度：中等2. 上海市- 冬季辐射强度：中等- 春季辐射强度：高- 夏季辐射强度：非常高- 秋季辐射强度：高3. 广州市- 冬季辐射强度：中等- 春季辐射强度：非常高 - 夏季辐射强度：非常高 - 秋季辐射强度：高4. 成都市- 冬季辐射强度：低- 春季辐射强度：中等 - 夏季辐射强度：高- 秋季辐射强度：中等5. 哈尔滨市- 冬季辐射强度：低- 春季辐射强度：中等 - 夏季辐射强度：高- 秋季辐射强度：中等6. 兰州市- 冬季辐射强度：中等 - 春季辐射强度：高- 夏季辐射强度：非常高- 秋季辐射强度：高通过以上的太阳辐射强度表，我们可以看出不同地区在不同季节的太阳辐射强度存在一定的差异。
北方地区在冬季的太阳辐射强度较低，而在夏季则相对较高；而南方地区则在春夏季节的太阳辐射强度比较高，而冬季则中等偏低。
这一差异主要受地理位置、气候条件和大气成分等因素的影响。
太阳辐射的强度对人类和自然环境都有着重要的影响。
太阳辐射是地球上维持生命活动的重要能源之一，它对植物的光合作用、人体的维生素D合成和新陈代谢等都起着重要的作用。
不同辐射强度的地区，对于农作物的生长和发育、人们的身体健康等都会产生一定的影响。
另外，太阳辐射的强度也与气候变化和环境保护密切相关。
在气候变暖的背景下，太阳辐射的强度可能会发生变化，这可能对地球的气候和生态系统带来一定的影响。
因此，加强对太阳辐射强度的监测和研究，对于我们更好地了解、预测和应对气候变化具有重要意义。
综上所述，太阳辐射强度的分布情况在全国各地存在一定的差异，它对人类和地球的生态系统都具有重要的影响。
辐射定标(像元亮度值,辐射亮度亮温)、表观反射率、地表反射率、反照率、比辐射率
环境一号卫星光学数据绝对定标环境一号卫星光学数据的遥感器校正分为绝对定标和相对辐射定标。
对目标作定量的描述，得到目标的辐射绝对值。
要建立传感器测量的数字信号与对应的辐射能量之间的数量关系，即定标系数，在卫星发射前后都要进行。
卫星发射前的绝对定标是在地面实验室或实验场，用传感器观测辐射亮度值已知的标准辐射源以获得定标数据。
卫星发射后，定标数据主要采用敦煌外场测量数据，此值一般在图像头文件信息中可以读取。
以下两表为敦煌场地测定的绝对定标数据。
表HJ 1A/B星绝对辐射定标系数（DN/W⋅m-2⋅sr-1⋅μm-1）利用绝对定标系数将DN值图像转换为辐亮度图像的公式为：L=DN/coe式中coe为绝对定标系数，转换后辐亮度单位为W⋅m-2⋅sr-1⋅μm-1。
由于以上定标系数为敦煌场采用单点法对中等反射率目标（戈壁）测定的结果，因此对于太阳反射光谱波段，建议针对中等反射率地物采用上面提供的绝对辐射定标系数。
对于HJ1B的红外相机，近红外波段绝对定标系数为4.2857，短波红外波段绝对定标系数为18.5579。
定标公式同前。
HJ-1B红外相机热红外通道绝对辐射定标系数为：增益53.473，单位：DN/（W⋅m-2⋅sr-1⋅μm-1）；截距26.965，单位：DN。
利用绝对定标系数将DN值图像转换为辐亮度图像的公式为L=（DN-b）/coe，式中coe为绝对定标系数的增益，b为截距，转换后辐亮度单位为W⋅m-2⋅sr-1⋅μm-1。
HJ1B红外相机中红外波段则条带较为严重，不利于定量化应用。
遥感数字图像遥感数字图像是以数字形式记录的二维遥感信息，即其内容是通过遥感手段获得的，通常是地物不同波段的电磁波谱信息。
其中的像素值称为亮度值（或称为灰度值、DN值）。
遥感概念DN值（Digital Number ）是遥感影像像元亮度值，记录的地物的灰度值。
无单位，是一个整数值，值大小与传感器的辐射分辨率、地物发射率、大气透过率和散射率等有关。
湖北、湖南、江西、浙江、安徽省石煤矿区环境天然γ辐射剂量率水平调查
第25卷第4期（总第148期）辐射防护通讯2005年8月! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! "工作简报"#湖北、湖南、江西、浙江、安徽省石煤矿区环境天然!辐射剂量率水平调查Investigation of NaturaI EnvironmentaI!Radiation Dose Rate LeveIs inBone-coaI Mine Areas of5Provinces李莹江山1叶际达2张亮3孔玲莉4施锦华4（江西省环境监测中心站，南昌，330029；1.安徽省辐射环境监督站，合肥，230061；2.浙江省辐射环境监测站，杭州，310012；3.湖南省环境监测中心站，长沙，410004；4.武汉市环境保护科学研究院，武汉，430022）Li Ying Jiang Shan1Ye Jida2Zhang Liang3Kong LingIi4Shi Jinhua4（EnvironmentaI Monitoring Center of Jiangxi Province，Nanchang，330029；1.EnvironmentaI Monitoring Center of Anhui Province，Hefei，230061；2.EnvironmentaI Radiation Monitoring Center of Zhejiang Province，Hangzhou，310012；3.EnvironmentaI Monitoring Center of Hunan Province，Changsha，410004；4.EnvironmentaI Protection Science Institute of Wuhan City，Wuhan，430022）摘要湖北、湖南、江西、浙江和安徽省石煤储藏量占全国的90%以上。
中国地球系统模式对全球地表入射短波辐射和大气逆辐射的模拟效果评估
中国地球系统模式对全球地表入射短波辐射和大气逆辐射的模拟效果评估张珂菡;万梓文;刘俨志;王伟【期刊名称】《沙漠与绿洲气象》【年(卷),期】2024(18)1【摘要】以云和地球辐射能量系统(CERES)数据集为准,量化了中国地球系统模式对地表入射短波辐射和大气逆辐射时空变化的模拟性能,明确了多模式间模拟结果存在不确定性的区域。
结果表明:中国模式均能模拟出北半球地表入射短波辐射和大气逆辐射“夏高冬低”的季节变化特征。
陆地上,中国模式对两个辐射分量月均值的模拟结果与CERES相当,在海洋上低于CERES结果。
中国模式能模拟出地表入射短波辐射下降、大气逆辐射上升的年际变化趋势。
对于2001—2014年均值,中国模式模拟的地表入射短波辐射在海洋和陆地上较CERES分别偏低3.3和3.0 W·m^(-2),模拟的大气逆辐射在海洋上与CERES结果相当,在陆地上较CERES低1.3 W·m^(-2)。
除南北纬30毅附近之外,中国模式在其他纬度均低估地表入射短波辐射,以热带和北极最为明显。
模式对大气逆辐射的模拟偏差呈纬向波动特征,模拟误差大值出现在高大山脉处。
中国模式模拟地表入射短波辐射不确定性极大的区域分布在热带雨林和南极洲沿海,模拟大气逆辐射不确定性极大的区域分布在格林兰岛、青藏高原、安第斯山脉和南极洲沿海。
【总页数】7页(P59-65)【作者】张珂菡;万梓文;刘俨志;王伟【作者单位】南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心;南京信息工程大学中国气象局生态系统碳源汇开放重点实验室;临安区气象局【正文语种】中文【中图分类】P435【相关文献】1.关于WRF模式模拟到达地表短波辐射的统计订正2.辐射传输模式中地表参数对大气长波辐射的影响3.全球气候模式对东亚地区地表短波辐射的模拟检验4.WRF 模式模拟的地表短波辐射与实况对比分析5.高分辨率模式对中国地表短波辐射季节预测因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
新疆那拉提山地草原风景区生态环境质量评价
ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｓｃｅｎｉｃ ｓｐｏｔｓ.
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ: ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｃｏｖｅｒꎬ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｂａｓｅｄ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｄｅｘꎬ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ
ｃｏｖｅｒ ( ＦＶＣ) ａｎｄ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｂａｓｅｄ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｄｅｘ ( ＲＳＥＩ) . Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ: １) Ｔｈｅｒｅ ｉｓ ａ
ｓｔｒｏｎｇ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ＦＶＣ ａｎｄ ＲＳＥＩ ｉｎ ｔｈｅ ｓｃｅｎｉｃ ｓｐｏｔꎬ ｗｈｉｃｈ ｍａｉｎｔａｉｎｓ ａ ｓｔｒｏｎｇ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ ｂｅｔｗｅｅｎ
响不大ꎻ 地形起伏度对 ＦＶＣ 和 ＲＳＥＩ 均值的影响呈现先增后降趋势ꎬ 在起伏度为 ５０ ~ １００ ｍ 时ꎬ ＦＶＣ 和
ＲＳＥＩ 的均值均为最高ꎬ 之后出现小幅度下降ꎮ 基于研究结果ꎬ 建议对风景区进行科学规划、 稳步开发、 强
化管理、 统筹全局ꎬ 促进风景区健康协调可持续发展ꎮ
关键词: 植被覆盖度ꎬ 遥感生态指数ꎬ 生态环境质量ꎬ 新疆那拉提旅游风景区
用 ＦＶＣ 和 ＲＳＥＩ 对那拉提旅游风景区的生态质量
进行评估ꎬ 为旅游风景区生态环境质量的评估和
以往研究多以单一因子为变量对生态环境质
量进行评价ꎬ 难以反映风景区整体的环境质量及
影响因素ꎬ 如何对区域尺度内的多个因子进行综
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太阳发射的能量以短波辐射的形式到达地表，而地球表面接收到的太阳辐射是地球的主要能源，这 也是天气、气候形成和各种物理变化的主要驱动力，是人类可开发利用的重要自然资源。太阳辐射驱动 全球气候形成、为区域天气预测提供参考、促使地表水汽蒸散、保证植物光合作用等；此外，人类生活 太阳能系统、各类光能利用等离不开太阳辐射[3]。
Liepert 和 De 等[10] [11]学者研究发现，欧洲西部地区太阳辐射逐年下降，太阳辐射强度下降趋势较 大的区域往往存在较大型城市或城市群，城市现代化发展加剧空气污染，使得大气颗粒物、水汽、云量 等增加，从而导致对透过大气层的太阳辐射吸收、散射和反射作用加强，到达地表的太阳辐射减少，即 为所谓的全球“变暗”。Wild 等[12]根据地面辐射观测资料研究发现，32 个网格中绝大多数网格的太阳 辐射是上升的，约占 81%。Pinker 等[13]利用卫星资料探究了 1983 年至 2001 年间全球范围内地表太阳辐 射变化特征，研究结果表明，地面太阳辐射总体上是增加的，也就是所谓的全球“变亮”。
Keywords
China Region, Downward Shortwave Radiation, Cloud Cover, Correlation
2007~2014年中国区域地表辐射特征研究
段 果，钟若嵋
成都信息工程大学大气科学学院，四川 成都
文章引用: 段果, 钟若嵋. 2007~2014 年中国区域地表辐射特征研究[J]. 气候变化研究快报, 2020, 9(4): 285-298. DOI: 10.12677/ccrl.2020.94032
太阳辐射可分为太阳直接辐射和散射辐射；穿过大气层，到达地面的一部分，称为太阳直接辐射， 另一部分为大气成分(大气中水汽以及大气悬浮物)、云量、等吸收反射，而被散射部分辐射又返回至宇宙 空间，剩余部分辐射到达地面，到达地面的这部分辐射称为散射辐射。到达地面的散射太阳辐射和直接 太阳辐射之和称为太阳总辐射[4]。此外，到达地面的太阳辐射除了受到天文学因子、地理学因子的影响
本选题将利用 2007 年 1 月~2014 年 12 月中国区域地面气象要素数据集–阳坤，分析 2007~2014 年 中国区域向下短波辐射时空变化特征以及在中国的青藏高原、西北干旱区和东部季风区三大自然区域向 下短波辐射分布的差异，并进一步根据欧洲中心数据集中的总云量、低云量等相关数据探究分析云量等 气象要素对中国大陆地区向下短波辐射时空变化的影响。
Study on the Characteristics of Downward Shortwave Radiation in China from 2007 to 2014
Guo Duan, Ruomei Zhong
School of Atmospheric Sciences, Chengdu University of Information Technology, Chengdu Sichuan
关键词
中国区域，向下短波辐射，云量，相关性
Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). /licenses/by/4.0/
国内太阳辐射研究开展已有较长时间，翁笃鸣等[14]分析了中国区域直接辐射、散射辐射及总辐射空 间分布特征和大气透明度特征。李晓文等[9]分析了全国范围内共 55 个辐射站点自 1961~1990 年 30 年来 地表太阳总辐射的变化特征，研究结果表明全国绝大部分地区地面总辐射量近 30 年来趋于下降，下降趋 势最显著趋于共有 3 个地区分别为：青海、甘肃地区、四川、贵州地区以及长江中游地区，地表太阳总 辐射呈现逐渐下降的变化趋势。文小航等[15]利用中国大陆 122 个常规地面辐射观测站 1961~2000 年近 40 年来地面观测到的太阳辐射的逐日直接辐射、散射辐射、总辐射和净辐射资料，分析得出中国大陆 5 个辐射气候区域的直接辐射、总辐射在 1961~1990 年之间趋于下降且在 20 世纪 80 年代降至最低，降幅 最明显的区域为青藏高原西南部地区；在 1991~2000 年直接辐射量和总辐射呈现回复上升趋势，其中回 升最显著的区域仍为青藏高原地区，但均未达到历史观测的最高水平。大量研究表明，中国地区地表太 阳辐射在 1961s 显著减少，1990s 年后逐渐回升，南方地区地表太阳总辐射减少和增加趋势都十分显著， 而北方地区呈现持续减少的变化趋势。中国地区地表太阳辐射变化与全球辐射变化趋势一致，在 20 世纪 90 年代左右出现由明显减少向略微回升的转变趋势[14]。
自 20 世纪 50 年代以来，国际上已经开始对太阳辐射时空变化特征作了较为详尽的观测，并已取得 了一些可用于研究地表太阳辐射的年际及年代际的观测资料。已有学者研究表明，近几十年来全球范围 大部分地区太阳辐射变化趋势均呈现先上升后下降的变化趋势，即“全球变亮”与“全球变暗”；该现 象大致以 1989 年为分界线。20 世纪 50 年代至 90 年代以来，由于城市现代化发展与人类活动影响，太 阳辐射透过大气层受到的削弱作用增强，从而导致全球地表太阳辐射趋于下降。20 世纪 90 年代后，云 量与城市气溶胶浓度下降使得大气层在少云或无云情况下透明度提升，对透过大气层的太阳辐射削弱作 用减小，以致全球地表太阳辐射出现略微增加的趋势[8] [9]。
DOI: 10.12677/ccrl.2020.94032
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气候变化研究快报
段果，钟若嵋
外，还受到气象因子的诸多影响，造成向下短波辐射时空分布特征各异。因此，研究到达地表的太阳辐 射的时空分布特征，有助于探究某些地区气候变化规律，对于地表能量平衡研究及更好的利用太阳能资 源具有重要意义[5] [6]。
云也是大气中较为常见且变化多端的天气现象，是大气、气候系统的重要组成部分，直接或间接影 响和参与向下短波辐射变化过程，对全球能量收支平衡起着重要作用[7]。因此，研究总云量、低云量等 气象要素对中国大陆地表太阳辐射时空变化的影响及相关性大小，进而对评估地表能量变化在气候变化 中的作用就显得尤为重要。
Received: Jul. 1st, 2020; accepted: Jul. 15th, 2020; published: Jul. 22nd, 2020
Abstract
This paper uses the downward shortwave radiation assimilation data set from 2007 to 2014 and the cloud cover (low cloud cover and total cloud cover) data set in the European Center to analyze the short-term spatial variation characteristics of low surface cover and low cloud cover and total cloud in China. The impact of the amount on the downward radiation characteristics of the surface mainly draws the following conclusions: 1) The downward radiation of the regional in China showed a trend of “decrease first and then increase” from 2007 to 2014, and the radiation change range between 8a was not large. 2) The downward radiation changes significantly with the seasons. The trend of the entire season is high in summer and lowest in winter. 3) The regional downward shortwave radiation in China shows a difference in spatial distribution from east to west, that is, the downward shortwave radiation from the eastern region to the western region shows an increasing trend; the surface solar radiation in the western region has a more obvious change in latitude, with The latitude increases and decreases, showing a certain latitude zonal distribution. 4) The cloud cover (low cloud cover, total cloud cover) has a significant effect on the downward shortwave radiation change of the surface in China, showing a certain negative correlation. The change in the total cloud cover is the increase downward shortwave radiation or the main factor of reduction.