三江平原毛果苔草湿地物理过程——能量环境的基本特征

从整个生长季(1999-04-30～09-30)来分析,到达毛果苔草湿地生态系统的太阳辐射能总量约为2673.06MJ/m2.太阳总辐射在一天内不同时间段累积呈现出单峰型曲线(抛物线型);分光辐射总量呈明显的单峰曲线(抛物线型),在分光辐射的几个分量中,光合有效辐射的分配比总是最大,其次是红外辐射,最小的是紫外辐射.净辐射主要与下垫面的季节性植被季相有关,生长初期与生长末期较大,而生长旺盛期较小.      

贵州高原起伏地形下太阳直接辐射的精细分布

太阳直接辐射是太阳总辐射的重要组成部分。论文在前人研究的基础上,对以前的模型进行了一些改进,考虑了坡度、坡向和地形相互遮蔽作用对起伏地形下天文辐射的影响,基于数字高程模型(DEM)数据,研制了以起伏地形下天文辐射为起始数据的起伏地形下太阳直接辐射的分布式模型。应用100m×100m分辨率的DEM数据,1960~2000年贵州高原及周边102个气象站常规气象要素观测资料,10个气象站的太阳辐射资料,计算了贵州高原起伏地形下各月及年太阳直接辐射精细空间分布。结果表明：①坡度、坡向、地形遮蔽对太阳直接辐射的影响较大,由于局地地形因子的影响,起伏地形下太阳直接辐射的空间分布具有明显的地域分布特征,纬向分布不明显,局地地形对太阳直接辐射的影响是不容忽视的;②贵州高原起伏地形下太阳直接辐射年总量、1月、7月大部分地区分别介于1 046~1 700、31~90、156~205MJ/m²;③季节不同,局地地形因子对起伏地形下太阳直接辐射空间分布的影响不同,冬半年大于夏半年;随坡度的增大,局地地形因子的作用增大。     

中国地表太阳辐射资源空间化模拟

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-Campbell辐射估算模型,结合气象数据的空间化模型,是实现太阳净辐射资源空间化模拟的有效途径;我国地表太阳净辐射总体空间格局表现为高值区位于青藏高原,每年可达9 000 MJ·m^-2,东部地区的净辐射年总量较低,东北稍高,浙闽地区稍低,低值区位于川黔地区,年平均约为2 000 MJ·m^-2左右。     

影响平板式太阳能热水器热效率诸因素的研究

本文根据辐射传热对流传热理论，利用Ｍａｔｌａｂ程序结合太阳能热水器本身的尺寸以及与其有关的水和空气的物理弹性详细分析了影响平板式太阳能热水器热效率的因素包括太阳参热水器表面的太阳光辐射的吸收率α１和辐射系数ε，太阳能热水器的水进口温度Ｔｔ，ｉａ和流量ｍ太阳辐射能力Ｇｉ环境大气温度下Ｔｃ，大气辐射系数εｄｙ以及太阳能热水器内部的总传热系数Ｕ。分析结果表明较高的太阳辐射能力，环境温度和总传热系数有利于     

山东省太阳总辐射的时空变化特征分析

基于山东境内17 个气象站1961—2012 年逐日日照时数资料,利用Angstrom 公式估算各站点太阳总辐射,并利用空间插值法、线性倾向估计和Pettitt 突变检验方法对全年和四季太阳总辐射的时空变化特征进行了分析。结果表明:1961—2012 年山东地区多年平均年太阳总辐射的变化范围为4 814.3~5 338.8 MJ/m²,地区间差异大,全年太阳总辐射的空间分布特征为北部多、南部少;全年和夏季太阳总辐射时间序列在全部17 个站点趋于减小趋势,且除威海外,均达到至少0.05 显著性水平;除春季和秋季各有3 个和1 个站点太阳总辐射呈增大趋势外,其余站点春季、秋季和冬季太阳总辐射均呈减小趋势;全年和各季节太阳辐射减小速率较大的站点主要分布在山东中部和西南部地区;近52 a 间,1997 年以前为平均年太阳总辐射值的偏大时期,而其后则为偏小时期。     

温室效应与环境保护

一、温室效应当今,世界上存在三大环境问题:酸雨、臭氧层破坏和温室效应。这三大环境问题均与能源利用和大气污染有关。温室效应还是一个与全球气候相联系的特殊问题。首先,温室效应与大气中的CO_2浓度相关性极大。大气中的CO_2,可使大量的太阳辐射能(可见光谱范围)透过大气层而辐射到地球表面,又能吸收从地球表面反射回来的红外辐射;吸热后的CO_2,再将吸收的辐射能逆辐射到地球表面。多次辐射,使近地面的大气升温。大气中的CO_2好似防止地层热能散射到宇宙的一个     

大气可降水量卫星遥感反演不确定性对太阳总辐射模拟的影响

辐射传输方程模拟法作为一种较为准确有效的太阳总辐射间接获得方法,其模拟精度受到代入方程的大气参数精度的影响。论文通过将香港2005—2013年卫星遥感反演的大气可降水量产品与地面站数据对比,以68.3%的置信水平分析了卫星遥感反演的大气可降水量的不确定性;并通过收集2005—2013年香港其他影响大气上界太阳辐射到达地表的大气参数,如气溶胶光学厚度、气溶胶单次散射反照率、臭氧含量综合模拟大气环境,确定了大气可降水量的不确定性在夏季和冬季对太阳总辐射模拟（250~2 800 nm）造成的相对误差。研究结果表明,受大气可降水量不确定性影响,使用辐射传输方程法模拟获得的太阳总辐射有1%~3%的相对误差。使用该方法冬季受大气可降水量不确定性影响程度比夏季大。决定相对误差大小的主要因素是波长,大气水汽吸收作用强的波长上,相对误差也大;其次因素是太阳天顶角,太阳天顶角越大,该方法模拟所得太阳总辐射相对误差越大。研究为大气可降水量参数不确定性影响下太阳总辐射模拟的误差评估提供了依据。     

温室气体、温室效应及其对人类活动的影响

地球表面接收太阳发出的短波辐射,获得热量,同时又向宇宙空间发射长波辐射,散发热量,从而维持自身的能量收支平衡,保持地表面温度相对稳定。大气中存在CO_2及其它一些微量气体(CFCs,N_2O和CH_4等),这些气体有透过太阳短波辐射、阻止地面长波辐射的特性。因此,当大气中的二氧化碳等     

人类面临的挑战——地球大气臭氧不断在减少

<正> 臭氧,是氧的同素异形体,是由三个氧原子结合而成的一种氧分子,无色,有特殊臭味,溶于水.地球上的臭氧有两层.在靠近地面上的空气里含有少量的臭氧,它是由于工业污染造成的,对人体有害.在距离地球表面30—60公里的大气同温层的底层,由于太阳的辐射产生了大量的臭氧,形成了一层数公里厚的臭氧层.这层高空臭氧层能够阻挡太阳光线中过多的紫外线对地面的辐射.我们平时所说的“臭氧层”就是指这一层.如果地球外围没有这一层臭氧的保护,大量的紫外线辐射就会到达地面,造成气候剧烈的变化、损害农作物和其它生物的生长、破     

中国北方近50年潜在蒸发的变化

利用彭曼-蒙梯斯公式和常规气象资料计算中国北方地区潜在蒸发(也称蒸发力)变化,分析实测蒸发皿蒸发的变化,结果表明:自20世纪50年代以来,潜在蒸发和蒸发皿蒸发呈波动下降趋势。日照百分率、风速下降和湿度增加影响了潜在蒸散和蒸发皿蒸发量的变化。从能量观点来说,太阳总辐射的下降是潜在蒸发和蒸发皿蒸发减小的主要原因之一,大气湿度增加和人类对于能源消耗的增加导致到达地面的太阳总辐射下降。因太阳总辐射的下降引起潜在蒸发的减小量约占总潜在蒸发减小量的78%左右。     

北京地面紫外辐射与空气污染的关系研究

基于北京城区太阳辐射和污染气体观测资料,运用TUV4.4辐射传输模型,研究了城市大气中太阳紫外辐射与空气污染的相互关系.结果表明,臭氧总量平均为329DU,并呈冬春季较高,夏秋季较低的季节变化规律,到达地面的紫外辐射呈现相反的变化趋势;受城区大气污染的影响,地面处的紫外辐射量大幅减少(最大50%),且在夏季波动较大;云和污染物对紫外辐射的影响要大于总辐射,紫外辐射衰减约为总辐射衰减的2倍;城市低层大气中O3和NOx浓度的增加是造成紫外辐射衰减的重要原因,午后O3浓度与紫外辐射衰减相关系数为0.70.     

发动机燃烧室内壁材料热环境的气动热试验模拟技术研究

利用超声速矩形湍流导管和等离子电弧加热器模拟了发动机燃烧室内流和高超声速飞行器外壁面外流热环境,进行了平板表面冷壁热流测量和燃烧室内壁材料考核试验。结果表明:由于辐射换热的影响,在选取的两个典型来流条件下,发动机燃烧室内流热环境下的冷壁热流比外流热环境下的高出21%和40%,但是冷壁热流的增量基本相当,约为0.70~0.80MW/m²。随着冷壁热流的增加,辐射换热产生的热流增量的影响力会逐渐减小。材料考核时,相同配方的C/SiC复合材料在内流热环境下的表面温度高出约400℃,背面温度高出约90℃,这种差异对于发动机燃烧室内壁面材料考核至关重要,必须在材料考核试验中加以考虑。      

绿化屋顶热性能及效益分析

一、问题的提出 长江以南地区,夏季炎热,冬季较冷,例如杭州地区平均最高气温达39.7℃,最低气温为—9.6℃。但许多地区夏季无空调,冬季无采暖。如何从房屋结构上改进其热性能以加强舒适度是一个需解决的问题。特别是房屋顶层,除侧墙的热辐射外,还增加了屋顶的辐射。一些主要城市水平面太阳总辐射日累     

来自太阳的能量

太阳是宇宙里的一颗硕大、炽热的恒星,其内部不断进行的热核反应,辐射出大量的能量.其中,一部分能量到达地球.这一部分到达地球的能量,就成为了人类开发利用太阳能的源泉.     

广州地区光化辐射通量与辐照度的特征

应用NCAR TUV辐射模式与地表实际观测分析了理论上广州地区地表可获得的最强光化辐射通量、辐照度及其波谱变化特征与月、日变化特征,计算与观测的差异用于评估气溶胶对紫外辐射通量的作用.结果表明,光化辐射通量与辐照度均具有正弦曲线的日变化特征,但光化辐射通量的正弦波形较辐照度的更为宽广,其辐射强度随太阳天顶角的增加下降幅度也更为缓慢;光化辐射中的总能量可见光谱区约占86%,紫外谱区仅占约14%;理论计算与实际观测表明,不同监测波段范围的紫外辐射表,虽然其标识均为监测UVA或UVB的辐射,但差异明显;广州地区的气溶胶污染显著影响紫外辐射通量.由于紫外辐射通量是影响对流层臭氧生产力的关键因子,有必要更加深入地认识广州地区气溶胶与紫外辐射通量的相互作用.     

新概念太阳能

重新认识太阳 太阳是一个巨大的炽热气体球,其内部不断进行着热核反应,因而释放巨大的能量。太阳的直径约为139万公里。比地球的直径大109．3倍。太阳的体积约1．4122×10^7km^3,比地球的体积大130万倍。太阳与地球的平均距离约1．5亿公里。太阳每秒钟释放出的能量是3.865×10^26焦耳,相当于每秒钟燃烧1．32×10^16吨标准煤所产生的能量。地球上的一切能量几乎都是直接或间接来源于太阳。与煤、石油等化石能源技术相比,同时也与风能和生物质能发电技术不同,     

太阳光谱变化引起的辐射强迫对气候变化的影响

太阳入射辐射从根本上决定了大气的热力结构和组成状况.紫外线波长范围的辐射改变了大气中的分子分布,从而引起连锁的化学反应——尢其是对平流层中臭氧的生成产生影响——同时为中间大气层提供主要的热源,而处于可见近红外波段的辐射则能到达低层大气和地球表面并使其增温.因此太阳辐射的光谱组成对确定大气结构、     

呼唤太阳能时代

提起太阳能,大家都不陌生,简单说来,太阳能(Solar),就是指太阳光的辐射能量.太阳内部进行的由"氢"聚变成"氦"的原子核反应,不停地释放出巨大的能量,向宇宙空间辐射,这种能量就是太阳能.     

列车表面涂层光老化试验加速因子建模研究

目的建立客观、定量的列车表面防护涂层实验室模拟紫外辐射当量对自然太阳紫外辐射的加速因子计算模型。方法以兰新高铁为例,设计一种建模方案,主要步骤包括选取建模列车站点、确定站点气象地理区划、计算站点环境变量影响距离、建立站点太阳辐射环境谱,分别建立二级气象地理区划、一级气象地理区划和全线太阳辐射环境谱,最后,建立加速因子模型。结果基于NASA Surface Meteorology and Solar Energy(SSE)地面太阳辐射数据,结合实验室条件,计算了兰新高铁表面防护涂层紫外光老化试验的加速因子,约为9.5。结论上述实验室光老化试验加速因子建模思路,解决了列车这种跨越大范围区域的装备光老化试验加速因子的计算问题,简单实用,可推广至飞机、轮船、汽车等相似装备表面涂层以及金属等其他材料的紫外光暴露试验评价。     

气溶胶辐射效应对气象和环境影响的观测与模拟研究

选取2015年和2019年不同代表年份,结合外场观测和数值模拟,分析了天津地区不同季节不同天气(晴天、多云、霾)下,气溶胶辐射效应对整层大气透过率和地表入射太阳辐射的影响,以及这种影响在不同年份的差异.借助WRF-Chem模式模拟分析了重污染期间气溶胶辐射效应对垂直方向上气象要素廓线、边界层结构以及PM_2.5浓度的反馈机制.结果表明:霾污染可导致大气透过率明显下降,春、秋、冬不同季节,霾污染导致中午大气透过率分别下降0.09,0.11和0.09.全年平均霾污染可导致大气透过率降低约15.5%.云量的增多也可导致大气透过率明显下降,多云天气下大气透过率相比晴天减小约22.4%.霾和云对大气透过率的影响还与太阳高度角有关,当太阳高度角>60°时,霾污染导致大气透过率下降8.6%.随污染等级提高,气溶胶对太阳辐射的衰减作用也越强,天津地区空气质量分别为Ⅰ～Ⅰ级时,中午地表入射短波辐射呈稳定下降趋势,依次为484,446,439,342,328和253W/m².重污染期间,气溶胶辐射效应导致大气低层(250m以下)降温(0.8℃)增湿(3.8%...