基于ITPCAS数据集的三江源区气候因子时空变化特征分析

利用三江源区23个气象站实测资料对ITPCAS数据集在三江源区域的适用性进行检验,并利用ITPCAS数据对三江源区1979～2015年气候因子的时空变化特征进行分析。结果表明,ITPCAS数据集精度较高。时间上,三江源区气温与降水均有不同程度增加趋势,气温倾向率为0.6℃/10a,降水变化率为14.79mm/10a;空间上,气温呈现从东南到西北递减的趋势,气温变化率差异较大,既有增幅区又有减幅区,其中秋季气温变化率最大(0.04～0.16℃/a),夏季最小(-0.04～0.06℃/a);降水表现为随纬度增加由东南向西北递减的变化特征,研究区年均降水变化率为-9.73～10.95mm/a,大部分地区呈上升趋势,夏季降水变化率较大(-7.95～6.01mm/a),冬季降水变化率较小(-0.35～0.72mm/a)。     

中国太阳直接辐射的气候计算及其分布特征

本文根据实测资料讨论了太阳直接辐射的气候学计算方法,提出了太阳直接辐射的计算式:S′=S_0(αS_1 bS_1~2)。据此计算并分析了太阳直接辐射在全国范围的地理分布:高原大于平原,西部干旱区大于东部湿润区;青藏高原是全国太阳能资源最丰富的地区,四川盆地以及长江中下游地区则是稳定的低值带。     

加速开拓国内光伏市场的可行性分析

一中国太阳能资源分布和应用潜力 我国太阳能资源分布的主要特点有：太阳能的高值中心和低值中心都处在北纬22°～35°这一带,青藏高原是高值中心,四川盆地是低值中心;太阳年辐射总量,西部地区高于东部地区,而且除西藏和新疆两个自治区外,基本上是南部低于北部;由于南方多数地区云雾雨多,     

我国近50年来太阳直接辐射资源基本特征及其变化

利用全国1960-2006年的日照观测资料,采用气候学计算方法对我国的太阳直接辐射进行了估算,给出了最新的直接辐射资源气候分布图,并对近50年来资源的时空变化特征进行了分析.研究结果表明:"高原大于平原,西部干旱区大于东部湿润区"是我国直接辐射分布的基本态势,"强处更强,愈强愈稳"是我国直接辐射资源时空变化的主要特征.20世纪60～80年代,我国直接辐射资源总体呈减少趋势,但是自90年代起,下降趋势停止,甚至略有增加.     

中国近海太阳能资源特征分析及储量评估

利用ERA5再分析资料研究中国近海太阳能年际、季节、月尺度和不同海区的时空分布特征,评估太阳能资源丰富程度,并对太阳能资源总量进行估算。结果表明：多年平均海上太阳总辐射范围为4886～7611 MJ/m²,年均辐射为6429 MJ/m²;太阳辐射随春、夏、秋、冬季节的变化而逐渐减小,分别为1894、1827、1462、1287 MJ/m²,春季最大、冬季最小,春夏季基本持平;月均总辐射在春季5月份最大,为650 MJ/m²,在冬季12月份最小,为377 MJ/m²。从空间上来看,渤海、黄海、东海太阳总辐射相近,年均辐射分别为5625、5581、5622 MJ/m²,南海中西部和中东部年均辐射量最大,并呈现出向南北两端递减的趋势,年均辐射为6843 MJ/m²,较渤、黄、东3个海区辐射平均值高出22%。经估算,中国近海太阳能资源年总量约为14×10⁹GWh,水深H<10、30、50 m的海域太阳能资源年总量分...     

江西省太阳能资源评估研究

根据南昌和赣州市1961～2008年各月总辐射和日照百分率观测数据,利用气候学方法,计算出日照百分率和太阳总辐射的关系系数,推算出江西省各地月、季和年太阳总辐射;江西省全省年太阳总辐射量为3700～4600MJ/m2,从时间分布上看江西省年内太阳总辐射在7、8月达到最大值,1、2月为最小值,从空间分布上来看,太阳总辐射的分布存在两个高值区,一是赣北北部,二是赣东南,低值区在赣西井冈山山区;利用各月的日照时数大于6h天数的最大值与最小值的比值计算江西省太阳能资源的稳定度,从年平均状况来看,江西省大部分地区属于较稳定地区,从季节平均上看,春季、冬季江西大部分属于较稳定区,出现部分不稳定区域;夏季、秋季江西大部分地区属于很稳定区域,而夏、秋季为江西太阳能资源最为丰富的两个季节,有利于江西省太阳能资源的开发。     

采暖建筑外表面热流及换热系数现场测试研究

建筑表面换热系数是建筑热工与节能及暖通空调领域的重要基础计算参数。为研究实际建筑表面热流与换热系数的波动趋势,为换热系数的取值和边界条件的设置提供合理的实测依据,采用一种新型超薄热流传感器,利用直接热平衡法,实测了西安采暖季期间的某办公建筑外墙,获取了外表面的辐射、对流及总热流,对流与辐射换热系数的变化曲线。结果表明,测试期间外表面辐射与对流换热系数分别在2.19～11.32 W/(m~2·K)和0.15～6.58 W/(m~2·K)之间变化;总热流中辐射热流平均占比80%;城市中心低风速区域,对流换热系数值较小,其取值需重新考虑;对风速较低的自然风,给出对流换热系数分别与风速和湍流度的关系式,发现对流换热系数与湍流度相关性更好;对于重质围护结构,换热系数取值带来的误差较小;而对于传热系数较大的轻质围护结构,取固定值可能会产生较大的误差。     

华南区域太阳总辐射的时空变化特征

利用1961～2008年华南区域5个辐射观测站逐月太阳总辐射资料和110个气象观测站逐月日照百分率资料,计算华南区域各地逐月、逐年太阳总辐射量,分析了太阳总辐射的时空变化特征。结果表明:华南区域年太阳总辐射的地域分布特点是南部多于北部,河谷、平原多于山区。1961～2008年华南区域太阳总辐射总体呈现显著减少趋势,太阳总辐射阶段性变化特征较明显,在20世纪60年代至90年代中期呈波动式下降,90年代后期以来又有所回升。     

600 MW超超临界循环流化床锅炉水冷壁传热特性研究

为获得超超临界压力下CFB锅炉水冷壁内、外传热特性,建立了水冷壁总传热系数计算模型,并通过高温高压条件下的实验数据拟合得到了工质侧传热系数关联式,将此关联式代入水冷壁总传热系数计算模型,使其预测精度大为提高。研究结果表明:水冷壁传热性能是工质侧传热系数、烟气侧传热系数以及水冷壁管导热性能耦合作用的结果;工质侧传热系数沿着炉膛高度的增加而增加,在30 m时出现第一次峰值,后墙、中隔墙和侧墙水冷壁传热系数分别为24.7,25.9和27.3 kW/(m~2·K),而且在此区间内波动剧烈,并在52 m附近达到最大值,后墙、中隔墙和侧墙水冷壁传热系数分别为33.8,35.1和36.2 kW/(m~2·K),超过50 m以上区域则迅速下降;在100%BMCR负荷下,水冷壁总传热系数沿着炉膛高度方向减小,在30 m以下区域,中隔墙、后墙、侧墙水冷壁总传热系数分别从220,215.2和213 W/(m~2·K)下降到了178,174和170 W/(m~2·K),而在30 m～50 m区间仅下降了4～5 W/(m~2·K),在炉膛顶部区域总传热系数几乎不变。     

滦河流域径流系数时空变化特征及影响因素研究

利用滦河流域的长期水文观测资料，分析流域径流系数的时空变化特征，可为区域水资源的合理开发提供依据。采用相关系数法和滑动T检验法对滦河流域的径流系数进行趋势性和突变性检验，并揭示径流系数的时空变化特征和影响因素。结果表明，滦河流域的径流系数整体上为减小趋势，子流域径流系数值差异显著，但大部分子流域的年径流系数值为0.1～0.3。流域各分区的径流系数值呈现出高原区最小，山区丘陵区居中过渡，平原区值最大的空间分布特点。降雨是流域径流系数减小的主要气候因素，土地利用类型和植被覆盖度是导致各分区径流系数改变的主要下垫面因素。     

广西区域散射光合有效辐射的时空分布特征及其对糖料蔗碳汇量估算的影响研究

为解决因散射光合有效辐射(PAR)数据缺失而影响区域陆地植被光合潜力、碳汇量估算精度等难题,基于广西壮族自治区(下文简称为“广西区域”)内90个国家气象站1961—2020年的地面太阳总辐射、PAR、日照时数等观测数据及资料,构建了以日照时数为变量的散射PAR气候学非线性关系估算模型,对广西区域1961—2020年的逐日散射PAR量进行了估算;然后通过空间化构建了近60年的时次、日、月、季、年散射PAR量空间化数据集,分析了散射PAR量的空间分布特征、时间变化趋势,以及其与糖料蔗单产变化趋势的关系,并对糖料蔗的固碳量进行了初步估算。研究结果表明：1)广西区域的多年平均日散射PAR量的变化曲线呈单峰型变化,最大值出现在6月中旬,为14.60 mol/(m2·d);最小值出现在12月下旬,为8.73 mol/(m2·d)。2)广西区域的不同季节的多年平均季散射PAR量具有明显的空间异质性。3)广西区域的多年平均年散射PAR量的空间分布总体呈现自西向东递减的趋势。4)广西区域1961—2020年的年散射PAR量距平值总体呈缓慢波动性上升趋势,平均上升幅度约为0.064 mol·m-2·d-1...     

藏北高原典型草甸下垫面与HEIFE沙漠区辐射平衡气候学特征对比分析

利用中日合作“全球能量与水分平衡试验一青藏高原季风试验(GAME—Tibet)”和中日合作“黑河地区地一气相互作用野外观测实验研究(HEIFE)”IOP、FOP资料,计算分析了藏北高原典型草甸下垫面安多站和HEIFE沙漠站的辐射平衡各相关特征量时频变化的气候学特征。结果表明：无论是高原安多站还是黑河沙漠站,夏季均出现超太阳常数现象(只是安多更为明显);总辐射、大气逆辐射、地表长波辐射、地表有效辐射和地表辐射平衡等的日变化(晴天)无论是安多站还是沙漠站均表现为早晚出现最小值而正午附近(地方时)达到最大值,而地表反照率的日变化(晴天)相反表现为早晚大而正午附近小的规律;上述各分量均表现有程度不等的季节变化规律：总辐射、大气逆辐射、地表长波辐射和地表辐射平衡均表现为夏半年增大达到最大值百而冬半年降低量出现最小值;另外,大气长波辐射、地表有效辐射和地表反照率在沙漠站的年际变化的振幅较安多站更为显著和有规律。     

戈壁大型光伏电站夏季晴天地表通量特征

利用2019年夏季晴天新疆五家渠戈壁与光伏电站混合下垫面的观测数据,分析该下垫面的地表辐射和能量收支特征。结果显示:向下短波辐射、向上短波辐射、向下长波辐射、向上长波辐射、净辐射的日积分值分别为27.82、3.93、32.31、41.22、14.97 MJ/m~2。地表反照率加权平均值为0.14。白天净辐射主要以感热的形式加热大气,白天波文比平均值约5。随土壤深度增加,土壤热通量和土壤温度的日变化幅度减小。光伏组件背板温度在白天高于气温,夜间低于气温。考虑0～5 cm的土壤热储存后,能量闭合度从0.59提高到0.66。白天热量总体输送系数为4.61×10~(-3)。     

云南省气候干湿状况时空变化特征研究

为研究云南省气候干湿变化特征,将云南省分为五个分区,并采用云南省31个气象站点1970~2014年的逐日气象水文资料,计算了云南省区域潜在蒸散量,并结合M-K法和小波分析法研究了云南省各区干燥指数的时空变化特征。结果表明,近45年云南省各区气候呈变干趋势,其突变年份主要集中在1972年左右和2009年以后,除春季呈变湿趋势外,其他季节均呈变干趋势,其中秋季最为明显;云南省湿润和半湿润区主要集中在滇西南、滇东南和滇西北,半干旱区主要集中在滇东北和滇中,各季节基本上均表现出中间干四周湿的分布特征,气候最干燥区均集中在滇中和滇西南靠近干热河谷的地区;云南省气候变干趋势由西北向东南越来越明显,春季中西部呈变湿趋势,东部呈变干趋势,夏季变干趋势由中部向东部和西部越来越明显,秋季变干趋势由西向东越来越明显,冬季与秋季相反;云南省干湿变化普遍呈现约为2、28年的干湿周期。研究结果为云南省区域水资源配置提供支持。     

青藏高原北部光合有效辐射的观测研究

利用五道梁地区1993年9月~1997年12月TBQ-4-1型辐射仪器的分光观测结果,对高原地区的光合有效辐射(PAR)进行了分析,给出了五道梁地区PAR在总辐射中所占比例η值的日、月变化特征。五道梁地区η值日变化冬季表现为早晚大、正午前后小,夏季则从早到晚减小;五道梁地区月平均η值季节变化较明显,冬季最小,春季次之,秋季较大,夏季最大。光合有效辐射与红外辐射是五道梁地区总辐射的主要组成部分,紫外辐射占总辐射的份额较小。五道梁地区平均η值较北京、栾城、额济纳旗及得克萨斯小,较成都、昆明、太湖、海北、张掖大,与加利福尼亚相当。给出了高原北部η的气候学计算式并在计算式中引入了日照百分率的影响。     

海河流域极端降水事件时空变化特征分析

为研究气候变化背景下海河流域的极端降水事件变化规律,基于流域内30个气象台站1960~2008年的逐日降水资料,选取不同的降水指标,应用M-K趋势检验和滑动t检验方法分析了海河流域极端降水的时空变化特征。结果表明,海河流域的极端降水事件的发生频率和强度在年际变化中均呈减小趋势;在空间大部分范围内,降水频率和强度指标也均呈负趋势,仅滦河上游山区、子牙河山区和胶东沿海部分地区呈微弱上升趋势,但趋势并不显著。总体而言,海河流域趋向于干旱化,流域内洪涝灾害发生的概率有所减小。     

京津冀空中水资源的时空变化特征及成因

强化分析空中水资源有助于合理利用水资源。基于1960～2015年NCEP/NCAR月平均再分析数据集,采用一元线性方程等方法,计算了京津冀区域水汽总量和水汽通量,并分析了该区域空中水资源的时空变化特征及成因。结果表明,1960年代以来,京津冀区域四季及年平均水汽总量均呈显著减小趋势,且夏季最为明显;受由东南向西北递减的水汽输送强度的影响,京津冀区域四季及年平均水汽总量均呈现由东南向西北随纬度增大而减少的趋势,且南北分布差异夏季最大,冬季最小;孟加拉湾和西风带纬向环流为该区域水汽输送的主要通道,其中夏季水汽输送最大,主要来自孟加拉湾、南海和西太平洋;京津冀区域西、北面环山,东部为平原的特殊地形造成其水汽总收支以弱流出为主;虽然该区域水汽输送以纬向为主,但经向流入的显著减少是造成该区域水汽收支随时间增加而减少的主要原因。研究成果可为京津冀地区水资源的开发利用提供参考。     

基于GEWEX-SRB资料的新疆地区太阳辐射时空分布特征

利用GEWEX-SRB数据对新疆地区1984~2007年的辐照度进行分析,得到新疆地区近24 a的太阳辐射时空变化趋势。研究表明,该地区辐照度在空间上从东南部向西北部逐渐减小,从春季到冬季,辐照度逐步由经向分布向纬向分布转变。季节平均值夏季最大,春秋次之,冬季最小。年变化呈单峰趋势,接近正态分布,最大值出现在6月份。日变化表现为14时最大,17时、11时、20时、8时依次减小。24 a整体呈现增大趋势,但增大缓慢,夏季变化呈减小趋势,其余各季节均呈增大趋势。     

东江流域参考蒸散量及湿润指数变化特征研究

探明东江流域参考蒸散量时空变化特征、分析东江流域湿润指数变化特点,可为东江流域科学制定作物灌溉制度、提高水资源利用效率提供依据。选取东江流域4个代表性站点1952~2013年的气象数据,利用彭曼公式计算参考蒸散量,利用湿润指数公式计算湿润指数,分析了东江流域参考蒸散量和湿润指数时空变化特征。结果表明,东江流域多年平均蒸散量为3.05~3.76mm/d,平均参考蒸散量为3.45mm/d,且呈现出由北向南逐渐增大的特点;东江流域平均湿润指数为1.48,最大变幅为1959年时增长103%,且4个站点湿润指数在1992~2013年整体呈上升趋势,1952~1970年流域总参考蒸散量基本高于60年平均值,1970~1997年流域总参考蒸散量基本低于60年平均值,1997年后有所回升;湿润指数从北向南呈减小趋势,且整体湿润水平较高。     

鄱阳湖流域雨日和无雨日指数的变化特征

分析雨日和无雨日指数的变化特征对于区域洪涝和干旱灾害的防治有积极意义。采用六个雨日和无雨日指数,借助线性趋势、ARCGIS空间分析、M-K趋势检验和EOF分析等方法,揭示鄱阳湖流域1961～2015年雨日和无雨日指数的时空变化特征。结果表明,鄱阳湖流域整体上呈现雨日指数下降、无雨日指数上升的特征;三个雨日指数在流域内从南到北逐渐减小,而三个无雨日指数则在南部和北部地区较高;EOF分析结果显示,研究区呈雨日指数北部上升、南部下降,无雨日指数北部下降、南部上升的反相变化特征。