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[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
刘大龙 贾晓伟 杨竞立 董国明
为对比不同室外环境模拟软件在城市辐射场方面的性能差异,该文选取3款城市气候模拟工具ENVI-met、RayMan和SOLWEIG为研究对象,对比各软件能够获得的城市辐射模拟量,并分析其主要辐射量的计算方法;分别模拟了下垫面和建筑体围合方式对于辐射场的影响,从长短波2种不同辐射类型、从直射辐射和反射辐射等辐射参数方面对比不同软件的辐射场模拟差异。结果表明:RayMan计算灵敏度高,模拟速度快,但输出辐射参数较少;ENVImet可计算最多的辐射参数,也可计算建筑表面之间的长短波辐射换热量;SOLWEIG可用于室外大空间模拟,且计算的辐射参数较多,但误差较大。3个软件均可分析空间围合对直射辐射和散射辐射的影响。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
孙娴 姜创业 肖科丽 王越
基于100 m×100 m分辨率的数字高程模型(DEM)数据,全面考虑了地形因子对太阳散射辐射的影响,改进了开阔度的计算模型,并通过建立陕西省不同时空尺度月散射分量和晴空指数的估算模型,确定了陕西省气候平均情况下月散射系数的空间分布,实现了实际起伏地形下陕西省太阳散射辐射的分布式模拟,计算了陕西省范围内100 m×100 m分辨率1~12月气候平均太阳散射辐射的空间分布。结果表明:局地地形对太阳散射辐射空间分布的影响比较明显;模拟结果可靠,可进行大数据量处理,适用于遥感图像处理、地理信息系统等数据处理平台。
[期刊] 林业科学
[作者]
张宇 张怀清 安锋 蒋玲 云挺
【目的】定量模拟和刻画林木冠层太阳短波辐射的分布和截获情况,于时空变换下反演太阳短波辐射在不同林木冠层内的辐射通量变化,为林木培育经营和提质增效提供理论依据。【方法】首先,以公共数据集和真实扫描的校园内林木激光点云数据为例,结合设计的机器视觉算法,对林木激光点云进行枝叶分离和单叶分割,并用合适大小的椭圆形和圆柱体几何单元分别拟合每片叶片和骨架,开展林木真实模型重建;其次,运用计算机图形学方法,结合研究地点的经纬度和时刻,模拟太阳入射光线,并引入物理学的双向反射和透射分布函数及蒙特卡洛光线追踪算法,开展反射和透射光线与冠层内叶片的碰撞模拟;最后,根据仪器测量得到的不同树种叶片平均粗糙度和折射率,结合光线追踪算法,实现林木冠层内短波辐射分布计算和木林冠层光截获效率评估。【结果】利用本研究方法计算时空变换下不同树种(芒果、橡胶、紫薇、樱花)4株树冠及一片香樟树林的直射、反射和透射太阳辐射通量,其中直射辐射通量占比约86%、反射辐射通量占比约5%、透射辐射通量占比约9%。叶面积指数高的树冠会拦截更多直射和透射光线;在太阳高度角较小时刻(上午或下午),斜射的太阳光线反射后易与树冠中其他叶片发生二次求交,产生较多反射辐射通量。同时,由于林木的趋光性,中午树冠光线拦截率高于上午和下午10%左右。比对采用本研究方法计算的树冠辐射通量拦截比值和样地手持光电仪器实测结果,绝对误差小于6%。【结论】在测绘科学、计算机图形学及林学多学科视角融合下,本研究基于激光点云重建树木真实表观形态结构,并将蒙特卡洛光线追踪算法与物理学的双向反射和透射分布函数相融合,真实模拟光线在树冠中的传播过程,可准确获取林木冠层内太阳短波辐射分布与树冠辐射通量拦截值,对研究时空变换下林木太阳辐射吸收、光强与树冠形态结构的耦合关联及不同表型参数的林冠辐射传输模型均有重要启示意义。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
何学兆 周涛 贾根锁 张自银 李秀娟 赵超 冯胜辉
研究利用基于冠层辐射传输与植物生理过程的MAESTRA模型,结合中国东部鼎湖山、千烟洲及长白山3个典型森林生态系统的CO2通量观测数据,对光合有效辐射(Photosynthetically Active Radiation,PAR)总量及其散射辐射比例变化影响下生态系统总初级生产力(Gross Primary Productivity,GPP)的变化进行了模拟与敏感性分析,从而探讨这两者的变化对森林生态系统GPP的综合影响。研究结果表明:PAR总量变化对GPP的影响程度由PAR总量变化幅度以及GPP对PAR总量变化的敏感程度所决定,较低的PAR总量与较高的温度条件下GPP对PAR总量变化较敏感...
[期刊] 经济地理
[作者]
史本林 孟德友 万年庆
高速公路建设最直接的空间经济效应是缩短地区间的时空距离,进而强化区域中心城市对周边地区的辐射带动作用。借助于GIS空间分析功能结合场强模型对河南省2004和2011年中心城市辐射场强运算的基础上,对各区域的空间场能进行比较与分类,继而依据场强取大原则对各城市的腹地范围进行划分。研究表明:随着全省高速公路网络的建设和城市综合经济实力的增强,各地区接受中心城市的辐射场能均获得了较大幅度的提升,但地区间空间分异特征还较为显著,中心城市及邻接地区的场能较强,中原城市群地区高于外围地区,豫东平原地区高于豫西山地区;腹地划分显示郑州以其优越的交通优势和较强的综合实力而在腹地竞争中占据绝对优势地位,多数城市的腹地范围与行政区划存在较大的偏差,由此认为按照腹地原则进行行政区划调整或区域经济空间组织是实现区域经济一体化发展的有效途径。
关键词：
高速公路 场强模型 城市腹地 河南省
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘奇泽 曾志 曾鸣
空间辐射是与航天器安全运行紧密相关的空间环境，与之相关的仿真模拟实验平台对于相关领域学生学习与理解空间辐射环境十分重要。该文编制了一个空间轨道辐射仿真模拟实验平台——SORA(simulator fororbitandradiation)，介绍了SORA“输入—计算—输出”的总体结构设计及数据流，描述了SORA所应用的基于轨道根数的在轨位置计算、基于AE（辐射带电子）/AP（辐射带质子）的辐射带模型计算和在轨通量计算方法，展示了SORA GUI界面的构成要素及使用方法。该文使用SORA以一组标准GTO轨道参数作为实例输入，演示了SORA的执行与运算流程，并验证了SORA计算结果与同类型计算平台的一致性。SORA设计简洁的GUI界面及其精细化采样参数调整、离线数据实时计算等特点使其成为相关领域学生能够快速上手使用的模拟实验平台，其内在设计的科学性也保证其计算结果可供学生用于空间轨道辐射对于航天器影响的后续评估。
关键词：
空间辐射 仿真模拟 实验平台
[期刊] 自然资源学报
[作者]
刘玉洁 潘韬
基于1981—2010年全国122个气象台站的太阳辐射和气温日较差观测数据,将Bristow-Campbell太阳辐射估算模型在中国八大自然区分别进行了参数校正和验证;利用地理信息空间分析平台,采用PRISM模型对中国区域平均最高与最低气温空间化的结果,将其输入Bristow-Campbell模型,实现太阳总辐射的空间栅格化模拟;通过斯忒藩-玻耳兹曼定律计算全国地表长波辐射平衡;进而根据太阳辐射平衡公式,得到中国地表太阳辐射平衡的空间格局。结果表明:经过校验的Bristow-Campbell可以较准确地估算中国区域太阳总辐射资源;基于Bristow-Camp-bell辐射估算模型,结合气象数据...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
李建刚 奥银焕 李照国
利用2009年7月24日-9月12日"巴丹吉林沙漠陆—气相互作用观测试验"资料,对比分析了典型晴天和阴天下巴丹吉林沙漠地表辐射、能量平衡和土壤温度的日变化规律。结果表明:①巴丹吉林沙漠典型晴天条件下总辐射、地表反射辐射、地表长波辐射、有效辐射、净辐射的峰值和日积分值都比典型阴天条件下大,大气长波辐射比阴天条件下小。两种天气条件下净辐射日积分值占太阳总辐射的1/3。②沙漠地区典型晴天地表反射率呈U型,白天均值为0.32;阴天变化较平缓,均值为0.29。③两种天气条件下地表热量平衡都以感热输送为主,波文比分别为4.55和1.16。晴天不平衡能量达到净辐射的20%,阴天为30%。④晴天条件下有效能量夜间为负值,白天为正值,阴天全天为正值;湍流能量全天均为正值。能量闭合度(EBR)晴天平均为0.68,阴天为0.76。⑤土壤温度5~10 cm日较差逐渐减小,20、40 cm日变化不明显;5 cm土壤热通量日变化较大,20 cm土壤热通量振幅较小。
关键词：
巴丹吉林 沙漠 辐射 能量平衡
[期刊] 中国水产科学
[作者]
徐鹏翔 许柳雄 孟涛 黄洪亮 张勋 周爱忠 李灵智 徐国栋
南极磷虾(Euphausua superba)是目前已知的地球上最大的单种生物资源之一,其巨大的生物量和潜在的开发价值日益受到各国的关注。本研究以中国南极磷虾捕捞船队引进的日韩小网目南极磷虾拖网为原型网,采用田内准则进行网具模型试验,比较分析其网具性能。模型网大尺度比λ分别为14(韩式网,Net B)和16(日式网,Net A),平均小尺度比约为3,速度比为3。模型试验于东海水产研究所拖曳水池中进行。模型网试验速度分别为:0.345 m/s、0.428 m/s、0.513 m/s、0.599 m/s、0.685 m/s。L/S取网具下袖端间距与下纲长度的比值,范围取0.4~0.55,以0.05...
关键词：
南极磷虾 中层拖网 模型试验 网具性能
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
佟国红 白义奎 赵荣飞 于威
为了分析复合墙和土墙保温蓄热能力的差异,对同热阻、同热惰性指标的两组复合墙和土墙温室,在边界条件相同的情况下对二者的热性能进行了对比分析。结果表明:夜间同热阻土墙温室的空气温度高于复合墙温室0.5℃,复合墙温室的空气温度高于同热惰性指标土墙温室1.0℃。同热阻土墙、复合墙的内表面温度差异不明显,而同热惰性指标土墙内表面则出现1.5℃的温差。同热阻土墙和复合墙在夜间(22:00)向室内方向放热的墙体厚度均为100mm。复合墙温室墙体蓄热性及热稳定性均好于同热阻或同热惰性指标土墙温室。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
佟国红 李保明
建立了温室内各表面太阳辐照度计算模型,并对沈阳地区跨度为12 m的日光温室进行模拟,分析了温室建筑参数改变对温室内各表面太阳辐射照度的影响。结果表明:冬季最冷月(2003 12至2004 02)温室内后坡单位面积太阳辐射照度分别为土壤表面及后墙面的1.45和1.49倍;温室地面太阳辐射照度模拟结果与实际测试结果差值不超过5%。改变温室跨度和高度分别对地面及北墙面太阳辐射照度有较大影响,且呈线性关系;改变温室后坡仰角对温室内各表面太阳辐射照度的影响不显著。
关键词：
日光温室 太阳辐射照度 计算模型 测试
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
姜宜琛 马承伟 王楠 赵淑梅 程杰宇 李保明
为了准确评价太阳辐射资源,掌握不同条件下任意时刻的室外太阳辐射状况,研究整理了室外太阳辐射照度的模拟计算方法,建立了任意时刻太阳方位与计算平面的对应关系,可以模拟计算晴天指定时刻室外任意平面的太阳光辐射照度,并探讨了全阴天以及多云天气等一般常见天气较为复杂情况下任意斜面的太阳辐射照度计算方法。并根据此计算方法开发了室外太阳辐射照度计算软件。
[期刊] 资源科学
[作者]
何志明 李月臣 金贤锋 刘贤 何小波
为实现重庆多山、多云雾、少日照等典型地理环境特征下气温的空间分布精细化模拟,本文提出了一套局部回归加地形影响修正的适宜性模型方法。该方法综合地理加权回归模型、Solar Analyst模型、改进的Angtrom-Prescott方程以及多元线性回归,基于气象站观测的气温、相对湿度、日照百分率参数以及辐射站太阳总辐射参数,结合100 m×100 m DEM数据,进行山地起伏地形下气温空间化模拟。其中,气温的地形影响修正通过起伏地形下太阳总辐射的拟合而实现。模型具有较好的模拟精度和稳定性,局部回归项的模拟精度远高于反距离权重插值(IDW)、克里金插值(Kriging),也总体优于传统的基于纬度、经度、海拔高度、日照百分率、相对湿度因子构建的全局多元回归模型;采用55个区域气象站进行单一年份夏季气温模拟精度验证,平均绝对误差为0.59℃,地形影响修正后有38个站误差降低。模型具有较好的时空维度模拟能力,能反映坡度、坡向、地形遮蔽等局地地形因子对气温的影响,具有较强的物理意义。模型与商业化的ArcGIS软件工具相结合,便于推广应用,特别适用于重庆及其周边西南山地太阳辐射低值区。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
韩玮 苏敬
伴随着上海城市化的发展,太阳辐射特征也发生了一系列变化。利用上海1991—2012年的辐射资料以及上海市统计年鉴资料,分析了上海地面太阳辐射的年际变化规律,并通过相关分析、灰色关联分析、GM(1,N)模型研究了上海城市发展综合指标及各个城市发展因子对太阳辐射特征的影响。结果显示,1991—2012年上海太阳散射辐射呈上升趋势,直接辐射呈下降趋势,总辐射呈轻微下降趋势。上海城市化进程综合指标与太阳散射辐射呈正相关,与太阳直接辐射呈负相关,而与总辐射之间无显著相关关系。影响太阳散射辐射和直接辐射最主要的城市因素是人口密度,其次还有工业能源终端消费量和住宅竣工建筑面积等。对于散射辐射和直接辐射,GM...
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