PDF《太湖无锡地区太阳总辐射的气候学》

1 2 基于云量的计算方法 根据美国站点资料最先提出利用云量来计算太阳总辐射≈ 得出另一形式的 计算式 Θ = Θ [ α + β( ? ν)] ( ) 式中 ν 为平均云量 ? 继后

3 别尔梁德提出了利用云量计算太阳总辐射的改进式≈ Θ = Θ [ ? ( α + βν) ν] ( ) 而00库兹明在考虑了云状对总辐射的影响后 提出如下计算式≈ Θ = Θ [ ? χΛνΛ ? χΜΗ( ν ? νΛ) ν] ( ) 式中 χΛ , χΜΗ为经验系数 , νΛ , ν 为低云量和总云量 ? 由于利用云量计算太阳总辐射比用日照百分率求算太阳总辐射误差大 一般用于缺 日照百分率观测资料的地区对太阳总辐射进行粗略估算 ?因此这部分工作在国内开展的 较少 尚未提出成熟的计算式 ? 本文方法介绍 本文采用通用的日照百分率方法来计算太湖无锡地区的太阳总辐射 然后对计算结 果进行效果验证 分析其误差情况 ?所用公式选取式 这是因为翁笃鸣≈ 祝昌汉≈ 曾就总辐射气候计算中的基本问题作了较全面 ! 深入的论述 论证了采用天文辐射计算总 辐射及其分量的合理性 ?

2 1 各分量的求解 天文辐射是指到达大气上界 未经大气衰减的太阳辐射 其大小由太阳对地球的天文 应用气象学报卷位置和各地纬度决定 其计算式如下≈ Θ日=ΤΙ ΠΘ ( Ξ Υ ? + Υ ? Ξ ) ( ) 式中 Θ日 为每天天文辐射量 , Τ 为一天的长度( ) ;

Ι 为太阳常数(Υ 为当地纬度 ;

?为赤纬 ;

Ξ 为可照时间 ;

Θ为日地距离 ?由上式可求得每日天文辐射 ,月 平均值用每月 日的值代替 ,由此可以计算出上海 !南京 !杭州 站 年每月平均天文 辐射 ?利用下式计算天文辐射各月多年平均值 ? Θ? κ = ν Ε ν ι = Θι? κ (? Μ;

κ Π) ( ) 式中 Θ? κ为第 κ 站第 ?月天文辐射的多年平均值 , Θι? κ为第 κ 站第 ?月第 ι 年的天文辐射 , ν 为样本容量 , Μ 为月数 , Π为站点数 ? 同理 ,利用上海 !南京 !杭州 站 年实际观测 资料 ,采用上述方法可以求得各站点的实际太阳总辐射 !日照百分率的各月多年平均值 ?

2 .

2 经验系数的确定 经验系数的确定采用最小二乘法 α = ψ ? β ξ ( ) β = Ε ( ξι ? ξ)(ψ ι ? ψ) Ε ( ξι ? ξ) ( ) 式中 ξ为日照百分率 σ 各月多年平均值 , ψ为各月实际总辐射与天文辐射比值( Θ/ Θ )的 多年平均值 , ξι , ψ ι 分别为 σ , Θ/ Θ 每年各月原始序列值 ,用式( )和( )分别计算上海 ! 南京 ! 杭州 站各月 α , β 系数 ,然后按各站地理位置内插出无锡站的 α , β 系数 ,由于 站 海拔高度相差不大 ,因此无需进行高度订正 ? 结果与讨论

3 .1 α , β 系数及公式的推导 利用 ? 年共 年资料分别计算上海 !南京 !杭州 站的天文辐射 !实际总 辐射 ! 日照百分率各月多年平均值 结果见表 ? 表1天文辐射 !实际总辐射日总量 !日照百分率每月多年平均值

1961 ?

2000 年 月份 上海站 南京站 杭州站 天文辐射 # # 总辐射 # # 日照百分 率 天文辐射 # # 总辐射 # # 日照百分 率 天文辐射 # # 总辐射 # # 日照百分 率 年平均 期 张运林等 太湖无锡地区太阳总辐射的气候学计算及特征分析 用实际总辐射与天文辐射的比值跟日照百分率进行回归分析 即可计算出各站每月 的α,β系数 结果见表 ? 表2经验系数 α , β 每月多年平均值 月份 上海站 南京站 杭州站 α β α β α β 年平均 为了解 α , β 系数的逐年变化情况 用每 年的实际总辐射与天文辐射的比值跟日照 百分率进行线性回归分析 结果见表 ? 表3经验系数 α , β 每5年年平均值 年份 上海站 南京站 杭州站 α β α β α β ? ? ? ? ? ? ? ? ? 由表 数据可知 α , β 系数的逐年变化不大 这也使得我们完全有理由利用 α , β 系数年平均值来计算各年太阳总辐射 ? 上海 !南京 ! 杭州 !无锡 个辐射站的地理位置分别为 β χ β χ∞ β χ β χ∞ β χ β χ∞ β χ β χ∞ 站大致处于同一纬度带下 其中上海 ! 南京 ! 杭州 站组成一三角形 无锡大致位于三角形中心 离 站的距离相近 因此其经验 系数 α , β 值可用 站平均值来代替 计算结果见表 ? 表4无锡站经验系数 α , β 每月多年平均值 月份 年平均 α β 应用气象学报卷由此得到太湖无锡地区年平均太阳总辐射的气候学计算式 Θ = Θ ( . + . σ ) ( ) 式中 Θ 为太阳总辐射月平均日总量计算值 , Θ 为天文辐射月平均日总量 , σ 为日照百 分率月平均值 ?