徐州地区太阳辐射状况评估

江西农业学报 2010,22(3):114~117ActaAgriculturaeJiangxi

徐州地区太阳辐射状况评估

张利华,刘杰,张仁祖

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(1.江苏省徐州市气象局,江苏徐州221002,2.江苏省淮安市气象局,江苏淮安223001)

摘 要:基于天文学知识,计算了江苏徐州地区的天文辐射及其月际变化规律,以海拔高度、纬度、月平均云量和月平均风速作为参数,运用气候学方法,得出徐州地区太阳辐射的月际变化呈低-高-低的趋势,其中6月最高,12月最低。20世纪60~70年代,太阳辐射较低,进入80年代后太阳辐射明显上升,并一直维持在较高水平。评估结果认为:徐州市太阳辐射资源属一般可利用地区,具有一定的开发利用价值,但年际变化较大,这直接影响了对太阳辐射能的开发和利用。

关键词:徐州;太阳辐射;评估

中图分类号:P422.1 文献标识码:A 文章编号:1001-8581(2010)03-0114-04

AssessmentofSolarRadiationConditioninXuzhouArea

ZHANGLi-hua1,LIUJie2,ZHANGRen-zu1

(1.XuzhouMeteorologicalOfficeofJiangsuProvince,Xuzhou221002,China;2.HuaianMeteorologicalOfficeofJiangsuProvince,Huaian223001,China)

Abstract:Basedontheastronomicalknowledge,thesolarradiationanditsmonthlyvariationinXuzhouareawerecalculatedbyusingaltitude,latitude,monthlymeancloudamountandmonthlymeanwindspeedasparameters.Throughtheclimatologicmethods,itwasconcludedthatthechangeofmonthlysolarradiationinXuzhouareashowedthetendencyoflow-high-low,thehighestwasinJune,andthelowestwasinDecember,Therewaslesssolarradiationin1960s~1970s,since1980s,solarradiationincreasedmarkedly,andhasmaintainedatahigherlevelforalongtime.AssessmentresultsconsiderthatthesolarradiationresourceinXuzhouareaisgenerallyavailable,ithasacertaindevelopmentandutilizationvalue.However,thegreatinter-annualchangesinthesolarradiationinXuzhouareawilldirectlyaffectitsdevelopmentandutilization.

Keywords:Xuzhou;Solarradiation;Assessment

1 引言

太阳不停地向宇宙空间发射电磁波和粒子流。太阳辐射是指太阳光通过大气层直射和大气层微粒散射而到达地面部分的能量,太阳辐射(Solarradiation)是地球热量的主要提供者,也是制约地球气候的主要因子,影响太阳总辐射的因素主要有天文辐射量、大气透明度、地理纬度、云量、云状。地球所接受到的太阳辐射能量虽然仅为太阳向宇宙空间放射的总辐射能量的二十亿分之一,但却是地球主要的能量来源,经过地球系统复杂的反射、吸收过程,基本维持一种平衡的状况。

到达地球大气上界的太阳辐射能量称为天文太阳辐射量,简称天文辐射。人们定义在地球位于日地平均距离处时,地球大气上界垂直于太阳光线的单位面积在单位时间内所受到的太阳辐射的全谱总能量,称为太阳常数(Solarconstant)。太阳辐射在大气上界的分布是由地球的天文位置决定的,称为天文辐射,由天文辐射决定的气候称为天文气候,天文气候反映了全球气候的空间分布和时间变化的基本轮廓。

我国疆域辽阔,纬度跨度大,有着十分丰富的太阳

[1]

辐射资源。我国太阳辐射资源分布的主要特点有:¹太阳辐射的高值中心和低值中心都处在北纬22b~35b这一区间,青藏高原是高值中心,四川盆地是低值中心;º太阳年辐射总量,西部地区高于东部地区,而且除西藏和新疆2个自治区外,基本上是南部低于北部;»由于南方多数地区云雾雨多,在北纬30b~40b地区,太阳辐射的分布情况与一般的太阳辐射随纬度变化而变化的规律相反,太阳辐射不是随着纬度的增加而减少,而是随着纬度的增加而增加。杜春丽等

[2]

利用1961~2003年的气候观

[3]

测资料和辐射资料,综合分析了我国10个城市43年到达地面的太阳辐射的变化趋势。文小航等利用中国122个辐射观测站的地面辐射、云资料,分析了总辐射、直接辐射和散射辐射的年代际距平的分布和变化,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。

太阳辐射是大气中所有物理过程或现象得以维持的原始动力,是影响气候变化的一个基本因子,对天气和气候的形成具有决定性作用,因此,研究太阳辐射的基本特征及其分布规律有着十分重要的理论和现实意义。区

收稿日期:2010-01-07

基金项目:江苏省气象科研开发基金(200905)。

作者简介:张利华(1970-),女,江苏宿豫人,工程师,主要从事农业气象、气候应用方面的研究。

域气候资源评估作为气象部门一个潜在的服务内容,发展较快,而区域太阳辐射资源评估是其重要的内容之一。但目前我国太阳辐射的观测站点相对较少,大部分地区没有辐射观测资料可以直接利用,因此进行区域气候资源评估时采用间接的辐射气候学计算方法是十分必要的。张雪芬等

[4]

分值;L东经取负号,西经取正号;S为计算时刻的时值;F为计算时刻分值;计算中取S=12,F=0。

日地相对距离Q由下式计算:

Q=1.000423+0.032359sinx+0.000086sin2x-2

0.008349cosx+0.000115cos2x(8)

对河南省近40年太阳辐射的变化规律

[5]

及其成因进行了探讨,刘晶淼等对华北平原北部太阳

[6]

公式(8)式中的x由(3)式计算得到。天文辐射的月值和年值可以通过日值累计计算。气象资料采用徐州市气象局大气探测中心于1950~2005年的地面气象观测资料。

2.2 太阳辐射量的气候学估计 一个地区的太阳辐射资源通常以到达研究区域地面的实际太阳总辐射量来表示。对有辐射观测站点的地区,其年、月的太阳辐射量可以用观测站的累计辐射量观测值进行累加,但是由于目前我国的太阳辐射观测站点较少,对于没有辐射观测站地区的太阳实际辐射累计量的计算,一般用气候学方法进行估计,这种气候学的估计途径也为有观测站点的地区提供了太阳辐射量累计量预测的可能

[16]

辐射及地表辐射平衡进行了研究,施红等对华南地面

太阳辐射状况及其转折特征进行了分析,韩虹、廉士欢、陈志华等分别对黄土高原、吉林、新疆等地区的太阳辐射也进行了相应的研究

[7~13]

。

徐州市位于江苏省的西北地区,华北平原的东南部,东经116b22c~118b40c、北纬33b43c~34b58c之间,东西狭长,属暖温带湿润半湿润气候区。本研究采用目前比较成熟、实用的方法,对徐州地区的太阳辐射状况进行评估,现将结果报道如下。

[14~15]

2 资料与评估方法

2.1 天文辐射的计算 天文辐射又称为地球外太阳辐射、大气顶太阳辐射等,是在地球大气上界,没有大气的削弱影响,仅由日地天文关系以及地理位置所决定的太阳辐射。天文辐射是地表实际太阳入射辐射的基础背景,也是辐射计算中重要的天文参量

日天文辐射总量计算方法如下:

Qn=T@InWsinD+cosW@cosD@0/(P@Q)@(X0sicosX0)

(1)

2

2

[14]

。

一个地区的太阳总辐射量与天文、物理、气象因子等关系密切,在实际工作中通常利用半经验、半理论的方

法,建立各期太阳总辐射量与相关气象因子之间的半经验、半理论公式,计算各期太阳总辐射量,从而得到该地区年太阳辐射资源的数量。

对有可能影响太阳辐射的各种地理、气象因子进行统计分析,筛选出海拔高度、纬度、云量及风速的月平均值共4个因子来拟合月累计辐射量,由最小二乘法求出月太阳辐射量气候学估计经验 …… 此处隐藏：7254字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……