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基于空气污染指数的太阳日总辐射计算方法

喻丽 申双和 陶苏林 李萌 丁从慧

喻丽, 申双和, 陶苏林, 等. 基于空气污染指数的太阳日总辐射计算方法. 应用气象学报, 2015, 26(3): 291-299. DOI: 10.11898/1001-7313.20150304..
引用本文: 喻丽, 申双和, 陶苏林, 等. 基于空气污染指数的太阳日总辐射计算方法. 应用气象学报, 2015, 26(3): 291-299. DOI: 10.11898/1001-7313.20150304.
Yu Li, Shen Shuanghe, Tao Sulin, et al. Daily total radiation model based on air pollution index. J Appl Meteor Sci, 2015, 26(3): 291-299. DOI:  10.11898/1001-7313.20150304.
Citation: Yu Li, Shen Shuanghe, Tao Sulin, et al. Daily total radiation model based on air pollution index. J Appl Meteor Sci, 2015, 26(3): 291-299. DOI:  10.11898/1001-7313.20150304.

基于空气污染指数的太阳日总辐射计算方法

DOI: 10.11898/1001-7313.20150304
资助项目: 

国家科技支撑项目 2012BAC23B01

公益性行业 (气象) 科研专项 GYHY201106043

国家自然科学基金项目 41271098

详细信息
    通信作者:

    喻丽, email: yqzhr@nuist.edu.cn

Daily Total Radiation Model Based on Air Pollution Index

  • 摘要: 通过对2001—2012年全国23个站实测资料的分析,利用非线性回归法建立了以气温日较差、天文日照百分率和空气污染指数为主导因子的太阳日总辐射模型,这里简称为DSRM-Y模型 (Daily Solar Radiation Model-Y),检验其效果并与已有的DSRM-C模型 (Daily Solar Radiation Model-C) 进行效果比对。结果表明:太阳日总辐射与空气污染指数呈显著负相关,DSRM-Y模型的太阳日总辐射估算值与实测值的散点图以及平均偏差、均方根误差、误差分析均表现出较好的拟合效果。将模型应用于西宁、上海、昆明3个代表站,空气污染指数上升后,3个站太阳日总辐射均呈减少趋势;23个站DSRM-Y模型的均方根误差均小于DSRM-C模型,即DSRM-Y模型的拟合效果好于DSRM-C模型。
  • 图  1  DSRM-Y模型估算2001—2010年太阳日总辐射平均偏差 (a) 与均方根误差 (b) 空间分布 (单位:MJ·m-2·d-1)

    Fig. 1  Spatial distribution of mean bias error (a) and root mean square error (b)(unit:MJ·m-2·d-1) of daily total radiation simulated by DSRM-Y from 2001 to 2010

    图  2  DSRM-Y模型预测2011—2012年太阳日总辐射的预报检验

    Fig. 2  Daily total radiation predicted by DSRM-Y from 2011 to 2012

    图  3  西宁、上海、昆明3个站太阳日总辐射随污染指数的变化

    Fig. 3  Changes of estimated solar radiation with P at Xining, Shanghai and Kunming stations

    图  4  DSRM-C模型与DSRM-Y模型估算2001—2010年太阳日总辐射均方根误差比较

    Fig. 4  Comparison between root mean square errors of daily solar radiation by DSRM-C and DSRM-Y from 2001 to 2010

    表  1  各站DSRM-Y模型经验系数及决定系数R2

    Table  1  Empirical coefficients in DSRM-Y and R2 for each station

    站点 N a b c d R2
    大连 2530 0.511 0.023 0.137 -0.316 0.930
    福州 1815 0.424 0.049 0.168 -0.438 0.898
    广州 1886 0.445 0.081 0.072 -1.059 0.838
    贵阳 1387 0.560 0.074 0.165 -0.499 0.782
    哈尔滨 2282 0.447 0.021 0.212 -0.241 0.952
    海口 1771 0.507 0.011 0.175 -0.835 0.794
    杭州 1832 0.446 0.049 0.160 -0.477 0.902
    合肥 2235 0.466 0.019 0.207 -0.497 0.912
    济南 2609 0.468 0.035 0.169 -0.773 0.909
    昆明 2123 0.509 0.022 0.183 -0.211 0.775
    拉萨 2295 0.481 0.061 0.166 -0.118 0.899
    南昌 1973 0.480 0.050 0.104 -0.643 0.874
    南京 2165 0.493 0.042 0.138 -0.585 0.904
    南宁 1880 0.416 0.039 0.205 -0.610 0.853
    汕头 2110 0.426 0.035 0.183 -0.166 0.865
    上海 2163 0.436 0.032 0.211 -0.555 0.876
    沈阳 2539 0.463 0.010 0.223 -0.074 0.929
    天津 2820 0.495 0.010 0.209 -0.269 0.874
    乌鲁木齐 2351 0.573 0.049 0.047 -0.191 0.937
    武汉 2140 0.481 0.054 0.120 -0.904 0.897
    西宁 2230 0.493 0.028 0.193 -0.155 0.952
    长春 2423 0.528 0.031 0.140 -0.456 0.947
    长沙 1727 0.429 0.052 0.102 -0.482 0.818
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    表  2  DSRM-Y模型估算2001—2010年太阳日总辐射的EaaEar

    Table  2  Eaa and Ear of daily solar radiation simulated by DSRM-Y from 2001 to 2010

    站点 Eaa/(MJ·m-2·d-1) Ear/%
    大连 1.19 8.31
    福州 1.05 5.89
    广州 1.02 6.28
    贵阳 1.49 7.80
    哈尔滨 1.08 7.70
    海口 1.36 7.28
    杭州 1.17 6.75
    合肥 1.15 7.19
    济南 1.31 8.81
    昆明 1.34 7.22
    拉萨 1.17 5.63
    南昌 1.36 8.16
    南京 1.18 6.92
    南宁 1.08 5.91
    汕头 1.11 6.10
    上海 1.34 8.13
    沈阳 1.19 8.21
    天津 1.64 11.20
    乌鲁木齐 1.31 8.23
    武汉 1.24 7.72
    西宁 1.02 6.02
    长春 1.08 7.82
    长沙 1.50 9.32
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    表  3  DSRM-Y模型预测2011—2012年太阳日总辐射预报值的EaaEar

    Table  3  Eaa and Ear of daily solar radiation predicted by DSRM-Y from 2011 to 2012

    站点 Eaa/(MJ·m-2·d-1) Ear/%
    大连 1.32 8.98
    福州 1.63 7.59
    广州 1.40 7.77
    贵阳 3.23 12.65
    哈尔滨 3.19 35.01
    海口 1.50 7.49
    杭州 1.12 5.84
    合肥 1.16 6.25
    济南 2.14 10.64
    昆明 1.31 6.78
    拉萨 1.31 6.64
    南昌 1.88 8.49
    南京 1.06 5.78
    南宁 1.20 6.56
    汕头 1.28 6.56
    上海 1.17 6.03
    沈阳 1.43 8.64
    天津 1.35 9.01
    乌鲁木齐 2.28 15.89
    武汉 1.16 6.24
    西宁 1.29 7.24
    长春 1.08 7.02
    长沙 1.46 7.90
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-12-01
  • 修回日期:  2015-03-04
  • 刊出日期:  2015-05-31

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