利用卫星数据反演得到大气可降水量和气溶胶光学厚度等影响太阳辐射的参数,通过辐射传输模型进一步反演得到晴空地表太阳总辐射时曝辐量,并用2008—2009年20个地面站实测数据对反演结果进行验证。结果表明:遥感反演得到的晴空地表太阳总辐射时曝辐量与地面实测结果在空间上具有很好的一致性,两者相关系数为0.807,平均相对误差为9.6%,相对误差在10%以内的样本占总样本的74%。气溶胶对太阳辐射的影响最为显著,而水汽的影响相对较小,由气溶胶引起的太阳辐射削减量全年平均值为0.421 MJ/(m2?h),而水汽引起的则为0.204 MJ/(m2?h),太阳辐射的空间分布与气溶胶的空间分布一致,气溶胶的...

综合考虑太阳因素、地形因素、地表积雪覆盖情况、云量以及非均质大气对太阳辐射的影响,基于FY2号静止卫星构建晴空太阳总辐射计算模型,并利用山西省3个辐射观测站2011年逐时、逐日、逐月太阳总辐射观测资料对其估算结果进行检验。研究结果显示:逐时误差在±1 MJ·m-2之间,逐日误差在±5 MJ·m-2之间,表明模型计算的太阳辐射误差较小,稳定性较好;逐月误差结果显示,三个站模拟值都大于实测值,且误差趋势一致,均表现为冬季误差高于夏季;进一步对模拟值和实测值进行相关性分析,三站线性拟合度均在0.86~0.92之间,且相关系数均达到显著相关水平,表明模型计算的太阳辐射准确性和精度较高,且在数值拟合上较...

在缺乏直接辐射、云量、日照时数等地面观测资料情况下,如何正确估算太阳直接辐射对太阳能合理开发利用有重要意义。利用NCEP/NCAR再分析资料、EOS-AURA卫星和FY-2C气象卫星反演资料,采用一个改进的宽带辐射传输模型对我国西北5个地面辐射站点2006年和2007年直射日曝辐量进行了估算。模型首先在Bird模型基础上对晴空条件下的太阳直接辐射进行了计算,然后结合FY-2C气象卫星总云量和云类反演数据,引入了一个线性方程,对实际天气状况下的直射日曝辐量进行了计算。结果表明:5个站点模拟的直射日曝辐量与实测值均存在较好一致性,评价效率系数NSE介于0.68～0.8,而对月均直射日曝辐量的模拟结...

气溶胶可以吸收和散射太阳辐射,影响地表辐射收支平衡,使到达地表的太阳总辐射减少,同时散射辐射在总辐射中所占的比例增加。本文基于MODIS气溶胶产品和CERES云产品等大气遥感资料,利用Fu-Liou辐射传输模式对全球地表辐射进行了有无气溶胶的两组模拟试验。将考虑气溶胶的试验模拟值与BSRN站点观测值进行对比,结果显示地表总辐射模拟的R值达到0.92,地表散射辐射模拟的R值达到0.84,模拟值与观测值有着比较好的一致性。比较两组模拟结果显示,2007年气溶胶导致全球地表总辐射平均减少了9.16W/m2,降低

气溶胶可以吸收和散射太阳辐射,影响地表辐射收支平衡,使到达地表的太阳总辐射减少,同时散射辐射在总辐射中所占的比例增加。本文基于MODIS气溶胶产品和CERES云产品等大气遥感资料,利用Fu-Liou辐射传输模式对全球地表辐射进行了有无气溶胶的两组模拟试验。将考虑气溶胶的试验模拟值与BSRN站点观测值进行对比,结果显示地表总辐射模拟的R值达到0.92,地表散射辐射模拟的R值达到0.84,模拟值与观测值有着比较好的一致性。比较两组模拟结果显示,2007年气溶胶导致全球地表总辐射平均减少了9.16W/m2,降低幅度较大的地区往往气溶胶光学厚度(AOD)也较高。对于散射辐射来说,气溶胶在全球不同地区却有着不同的正负效应:地表反照率高的地区,气溶胶往往使得散射辐射大幅增加;而云分数较高的地区,气溶胶往往导致散射辐射大幅度下降。2007年气溶胶导致全球地表散射辐射平均增加了8.17W/m2。

本文根据天津市区１９５９～１９９４年共计３６ａ逐日实测总辐射资料，建立了用其它气象要素（日照百分率及空气湿度）估算不同尺度（年、季、月、旬、候及逐日）太阳总辐射量的系列经验公式，其平均拟合精确度可达９０％～９７％。

[目的]地面太阳辐射数据的获取受限于稀少的太阳辐射观测站点，气象卫星可以提供较高的时间和空间分辨率数据，为模拟太阳辐射提供了新的数据源；引入人工神经网络模型模拟太阳辐射可以获取更精准的数据指导农业生产。[方法]利用气象卫星数据构建模拟太阳辐射的模型，在晴天和有云2种天气情况下，分别借助随机梯度下降算法（Stochastic Gradient Descent， SGD）、均方根传播算法（Root Mean Square Propagation， RMSprop）、自适应动量估计算法（Adaptive Momentum Estimation， Adam）优化的BP神经网络方法构建不同输入变量组合的晴空模型和云空模型，选取最优的算法和模型；再综合晴空模型和云空模型的结果，得到全天空条件下的太阳辐射模拟结果。[结果]（1）BP神经网络的优化算法中，RMSprop和Adam算法比SGD算法表现更好，损失函数收敛更快且更稳定，误差更小；晴空模型采用RMSprop算法优化的BP神经网络模型，相关系数R为0.950，均方根误差RMSE为84.27 W·m~(-2)，平均绝对误差MAE为58.99 W·m~(-2)；云空模型采用Adam算法优化的BP神经网络模型，R为0.884，RMSE为124.13 W·m~(-2)，MAE为88.08 W·m~(-2)。（2）利用卫星数据和地面气象数据共同作为输入变量构建的模型相比于不利用地面气象数据构建的模型效果更优，R增加0.015，RMSE减小11.93%，MAE减小21.77%。在云空模型的输入变量中增加反映云透光性的云光学厚度也可以减小模型的误差，R增加0.018，RMSE减小6.45%，MAE减小7.41%。（3）在输入变量相同的情况下，晴空模型模拟地面太阳辐射的精度比云空模型更高，R增加0.066，RMSE减小32.11%，MAE减小33.03%。晴空较有云的天气状况更加稳定，模拟效果更好。[结论]通过不同优化算法的选择，以及利用卫星数据和地面气象数据共同构建模型，可以显著提升模型的精度。模型可以应用于解决部分地区太阳辐射值缺失的问题，对于需要利用太阳辐射数据进行研究的农业领域具有重要的意义。

利用有关资料,对昆明城市太阳辐射资源和利用现状进行了初步探讨。分析得知,昆明地区太阳辐射具有独特的分布特征,为太阳能的利用提供了良好的环境条件;太阳能热水器在干季晴好天气时增温效果显著。通过对不同太阳能热水器普及率和不同增温率的太阳能热水器等的计算,可以看出昆明城市太阳能热水器的节能效应是十分显著的,但仍有较大空间。加大昆明城市太阳能热水器的普及工作对于城市太阳能利用将是十分重要的。

利用合肥、固始辐射站太阳总辐射资料和淮北平原境内6个气象站气象观测资料,基于ngstr9m模型推算出淮北平原1959~2015年太阳总辐射。应用线性倾向率和Kriging空间插值法分析地区57 a来太阳总辐射趋势变化及空间分布特征,综合采用累计距平、Mann-Kendall检验以及滑动T检验法以准确判断太阳总辐射突变年份,同时结合Morlet小波进行太阳总辐射的周期变化分析。结果表明:全年与四季,淮北平原太阳总辐射均呈现出北部辐射强,南部弱的分布差异,年太阳总辐射变化范围为4 600~5 020 MJ·m-2,南北间年辐射平均差值为200~400 MJ·m-2;趋势与突变呈现东西分布差异,淮北平原西部太阳总辐射57 a来的减少趋势明显,均通过0.01水平的显著性检验,夏季辐射减少幅度最大。太阳总辐射的减少突变主要集中在平原西部于1980年前后发生,且突变均至少通过0.05水平的显著性检验;平原东部辐射变化幅度较小,只有夏季辐射呈显著减少趋势,其他时间段变化不显著,东部代表区域宿州在全年和四季均无突变发生;淮北平原全区存在29 a的第一主周期以及17 a的第二主周期,西部地区以27~30 a的长周期振荡为主,东部地区以9~17 a中长周期振荡为主,西部周期振荡强度高于东部。总体淮北平原北部地区太阳总辐射资源丰富且稳定。分析表明,日照百分率的下降是导致太阳总辐射减少的主要气象因素,日照百分率还随着风速的降低而减少。

辐射传输方程模拟法作为一种较为准确有效的太阳总辐射间接获得方法，其模拟精度受到代入方程的大气参数精度的影响。论文通过将香港２００５—２０１３年卫星遥感反演的大气可降水量产品与地面站数据对比，以６８．３％的置信水平分析了卫星遥感反演的大气可降水量的不确定性；并通过收集２００５—２０１３年香港其他影响大气上界太阳辐射到达地表的大气参数，如气溶胶光学厚度、气溶胶单次散射反照率、臭氧含量综合模拟大气环境，确定了大气可降水量的不确定性在夏季和冬季对太阳总辐射模拟（２５０～２ ８００ ｎｍ）造成的相对误差。研究结果表明，受大气可降水量不确定性影响，使用辐射传输方程法模拟获得的太阳总辐射有１％～３％的相对误．．．

为填补实测太阳辐射资料的空缺,利用南京地区1961年-2010年常规气象资料建立了由总云量反演逐日太阳辐射的模型,并对南京地区近50年来太阳总辐射的变化特征进行了分析。首先采用南京气象站1961年-2000年实测太阳总辐射数据借助粒子群优化算法确定了模型参数,然后利用2001年-2010年数据对模型效果进行了检验。结果表明:辐射模型模拟值与实测值拟合程度较好,Nash-Sutcliffe效率系数(NSE)、均方根误差(RMSE)和皮尔逊相关系数(r)分别为0.74、48.6W/m2和0.8。南京地区太阳总辐射受云量影响较大,其年内变化趋势基本与晴空辐射相吻合,但又存在差异,这主要是与梅雨季节有...

结合LiDAR和CCD数据的多源特征融合及面向对象分类方法,在优化LiDAR点云数据提取数字高程模型方法的基础上,高精度提取植被和建筑结构参数;通过集成半球视域太阳辐射模型,输出单体建筑不同季节屋顶太阳能分布图,定量评估植被对屋顶太阳辐射的遮挡效应。结果表明:LiDAR集成CCD数据提取建筑结构信息的方法精度比仅使用LiDAR单一数据源的效果好;运算结果较好地反映了高层建筑遮挡效应的季节性变化以及低矮建筑周边植被的遮挡效应;植被结构参数与屋顶辐射衰减呈明显的正相关关系,而建筑结构参数对屋顶太阳辐射衰减的影响较弱且总体趋势不明显。

为了解决散射辐射地面测量中难以摆脱遮光装置的问题,本研究通过调整传统的直接测量方法,拟建立晴空条件下的散射辐射估算模型。具体方法是,选择晴朗无云的天气条件,在美国华盛顿州普罗瑟市郊无绿色植物覆盖的空旷场地上测试07:30—19:30(间隔15min)的北向局部散射辐射数据(PARf-N)和总体散射辐射数据(PARf)。测试同时拍摄天空图像,并计算其灰度特征值(H)和颜色特征值(B)。结果分析表明:1)PARf-N与PARf之间呈指数函数关系,决定系数r2为0.768;2)天空图像的H值与PARf之间呈三次函数关系,r2为0.688;3)结合PARf-N、H和B值,及常见气象因素,构建多元线性回...

利用线性回归分析和Mann-Kendall检验法,统计分析了河西走廊东部1960年-2009年近50a来的太阳总辐射和日照时数的变化规律。结果表明:河西走廊东部年平均太阳总辐射为5988.7MJ/m2,为太阳能资源丰富区,太阳总辐射存在明显的季节变化,月和日太阳总辐射变化趋势均呈单峰型。河西走廊东部年平均太阳总辐射在波动中上升,其线性倾向率为+12.7MJ(/m2·a);春、夏、秋、冬季的太阳总辐射呈不同程度的上升趋势,线性倾向率为+4.72MJ(/m2·a)、+5.69MJ(/m2·a)、+2.0MJ(/m2·a)、+0.17MJ(/m2·a)。年太阳总辐射、年日照时数的突变增大年与区域内气...

光合有效辐射(Photo-synthetically Active Radiation,PAR)是研究全球变化与陆地生态系统变化的核心之一,不仅是衡量生态系统光合作用变化、碳收支变化的重要数据来源,也是反映全球气候变化主要驱动因子。本文在回顾PAR估算方法的基础上,综合分析了传统方法中的气候学方法、模型参数方法,及在此基础上发展起来的基于遥感的转换系数、模型化参数法的优缺点,并对PAR估算方法研究做出了展望。气候学法、模型参数法等传统方法一直是进行PAR估算的常用手段。然而,随着对生态系统研究的日益深入,基于遥感的估算方法已经成为一种新的手段,凭借遥感覆盖范围广的优势,它使得获取区域乃至全球PAR估算成为可能。因此,如何利用遥感数据获取长时间序列PAR,成为目前关注的重点之一。已有研究表明,查找表方法之类的定量化估算方法将成为主要的估算方法,它不仅在机理上解释了PAR的传输过程,而且增强了估算方法的可靠性、可操作性与普适性。