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我国近20年太阳辐射时空分布状况模式评估

吴其重 王自发 崔应杰

吴其重, 王自发, 崔应杰. 我国近20年太阳辐射时空分布状况模式评估. 应用气象学报, 2010, 21(3): 343-351.
引用本文: 吴其重, 王自发, 崔应杰. 我国近20年太阳辐射时空分布状况模式评估. 应用气象学报, 2010, 21(3): 343-351.
Wu Qizhong, Wang Zifa, Cui Yingiie. Evaluating the solar radiation resources of China in recent 20 years by meteorological model. J Appl Meteor Sci, 2010, 21(3): 343-351.
Citation: Wu Qizhong, Wang Zifa, Cui Yingiie. Evaluating the solar radiation resources of China in recent 20 years by meteorological model. J Appl Meteor Sci, 2010, 21(3): 343-351.

我国近20年太阳辐射时空分布状况模式评估

资助项目: 

中国科学院知识创新工程重要方向项目 KZCX3-SW-228

Evaluating the Solar Radiation Resources of China in Recent 20 Years by Meteorological Model

  • 摘要: 利用NCAR/PSU联合研发的第5代中尺度气象模式(MM5),结合最优插值方法,模拟获得高时空分辨率的我国太阳辐射分布特征。MM5模式模拟中采用敏感性分析方法挑选参数化方案,结合1975—1997年辐射日平均值资料验证模拟效果,采用最优插值方法优化辐射的模拟效果,并导入GIS平台进行统计分析。分析表明:最优插值后辐射模拟平均标准绝对误差由原来的24.4%下降到8.5%,平均标准偏差由20.6%下降到3.5%。模拟获得的全国平均年太阳辐射总量为5648.6 MJ·m-2,空间分布上,呈现以内蒙中西部—宁夏—甘肃西北部—四川西部—云南西北部为分界线的西高东低特征,分界线以西太阳辐射在6000 MJ·m-2以上,东部以华北太阳辐射为最高;1975—1997年年太阳辐射总量呈现上升—下降—上升的变化趋势,1978年太阳辐射最高,1989年最低。此外,基于Arc GIS 8.3统计获得各省份平均年太阳辐射总量,对各省份太阳辐射丰富程度进行等级划分,统计结果表明:西藏、青海、新疆是太阳辐射最丰富的省份,其中,西藏平均年太阳辐射总量在6900 MJ·m-2以上。
  • 图  1  我国太阳辐射站点分布图

    Fig. 1  The location of the solar radiation observation in China

    图  2  1975—1997年最优插值前后月辐射总量模拟效果对比

    (a) 最优插值前, (b) 最优插值后

    Fig. 2  The scatter diagram of simulated solar radiation before and after optimal interpolation from 1975 to 1997

    (a) before optimal interpolation, (b) after optimal interpolation

    图  3  1975—1997年我国平均年太阳辐射总量分布

    Fig. 3  The spatial distribution of the annual solar radiation in China averaged from 1975 to 1997

    图  4  1975—1997年西藏自治区平均年太阳辐射总量分布

    Fig. 4  The spatial distribution of the annual solar radiation in Tibet averaged from 1975 to 1997

    图  5  1975—1997年那曲地区平均年太阳辐射总量分布

    Fig. 5  The spatial distribution of the annual solar radiation in Nagquaver aged from 1975 to 1997

    图  6  各省年太阳辐射总量 (标识值为各省年太阳辐射总量; 单位:MJ·m-2; 黄色表示太阳能丰富省区; 绿色表示太阳能中等省区; 紫色表示太阳能一般省区)

    Fig. 6  The annual averaged solar radiation inprovinces (marker is the solar radiation inprovinces, unit:MJ·m-2; the yellow denotes the solar energy-rich provinces; the green denotes solar energy-middle provinces; the purple denotes the other solar energy-general provinces)

    图  7  1975—1997年全国平均年太阳辐射年总量变化曲线

    Fig. 7  The temporal series of the annual solar radiation in China averaged from 1975 to 1997

    表  1  最优插值前后月辐射总量模拟值与实况之间的偏差及误差变化

    Table  1  The deviation and error between simulated monthly solar radiation and the obsreved one before and after the optimal interpolation

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出版历程
  • 收稿日期:  2009-06-15
  • 修回日期:  2010-03-15
  • 刊出日期:  2010-06-30

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