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浙江丽水地区光热资源分布式模拟

作　者: 朱燕玲
导　师: 邱新法
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 气候系统与全球变化
关键词: 丽水太阳辐射热量资源 GIS 分布式模型
分类号: P422.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 22次
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内容摘要

本文以地理信息系统软件为平台,利用1951-2000年浙江省及其周边地区日射站的月总辐射量、月直接辐射量和月散射辐射量的观测资料,以及浙江省及其周边地区共70个常规气象观测站的月平均气象资料,结合浙江省1：25万DEM数据,对浙江省太阳辐射和热量资源的时空分布进行了模拟,并完成了丽水地区实际地形下100m×100m分辨率的太阳直接辐射、散射辐射、地形反射辐射、总辐射以及月平均气温、界限温度起止日期、持续时间以及活动积温和有效积温的空间制图,为研究山区的太阳辐射和热量等气候资源创立可行方法,也为浙江省山地气候资源的分析和利用提供基础数据和科学指导依据。本文主要完成了以下几方面的工作：(1)建立了浙江丽水地区的太阳辐射模型系列。以分布式模型为核心技术,将地理信息系统、遥感科学与技术等现代空间信息技术与气候学专业领域结合起来,综合考虑天空和地面因素,实现起伏地形下太阳辐射分布式模拟,并绘制了丽水地区太阳直接辐射、散射辐射、地形反射辐射和总辐射的时空分布图。(2)在实现浙江省太阳辐射分布式模拟的基础上,建立了包含海拔高度、太阳总辐射、长波辐射等参量的分布式热量计算模型,分析了山区热量资源的分布特征,绘制了丽水地区月平均气温、界限温度起始日期、持续时间、活动积温和有效积温的空间分布图,实现了从山地太阳辐射到热量资源的定量空间扩展。(3)分析结果表明,模拟的丽水地区太阳辐射和热量资源很好地反映了宏观分布趋势和局地分布特征。在地形复杂的山区,地形对太阳辐射、平均气温和各级界限温度积温的影响均很显著。本文充分考虑了坡度、坡向、地表反照率等局地因素对山地太阳辐射的影响,表现出了向阳坡与背阴坡等局地气温、界限温度起止日期、持续时间及积温的分布特征,从而使得模拟结果更合理可信。本文的创新工作：(1)将地表非均匀因素分为地形起伏和下垫面性质多样两方面,保证了太阳辐射分布式模型的普适性和高效性。(2)建立的太阳辐射和热量资源模型前后关联,物理意义明确,模拟效果良好。(3)建立的山地热量资源分布式模型是借助GIS技术,立足于常规地面气象观测资料的物理经验统计模型,不依赖于山区实地考察资料,可以方便地在广大地区推广使用,在现阶段是实现山区热量资源模拟的最可行途径之一。关键字：丽水,太阳辐射,热量资源,GIS,分布式模型

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-10
第一章绪论  10-21
  1.1 研究目的和意义  10-11
  1.2 国内外研究进展  11-14
    1.2.1 太阳辐射资源研究进展  11-12
    1.2.2 热量资源研究进展  12-14
  1.3 研究区域概况  14-16
    1.3.1 地理环境概况  14-15
    1.3.2 气候特点  15-16
  1.4 数据采集及处理  16-19
    1.4.1 常规观测资料  16-17
    1.4.2 地理地形数据DEM  17-19
    1.4.3 卫星遥感资料  19
  1.5 研究方法及技术路线  19-21
    1.5.1 研究方法  19-20
    1.5.2 技术路线  20-21
第二章太阳辐射模型的建立  21-31
  2.1 天文辐射模型  21-23
    2.1.1 水平面天文辐射模型  21-22
    2.1.2 坡面天文辐射理论公式  22
    2.1.3 实际地形下天文辐射模型  22-23
  2.2 太阳总辐射模型  23-24
    2.2.1 水平面太阳总辐射模型  23-24
    2.2.2 实际地形下太阳总辐射分布式模型  24
  2.3 太阳直接辐射模型  24-25
    2.3.1 水平面太阳直接辐射模型  24
    2.3.2 实际地形下太阳直接辐射分布式模型  24-25
  2.4 太阳散射辐射模型  25-28
    2.4.1 水平面太阳散射辐射模型  26
    2.4.2 实际地形下太阳散射辐射分布式模型  26-27
    2.4.3 地形开阔度模型  27-28
  2.5 太阳地形反射辐射模型  28-31
    2.5.1 实际地形下太阳地形反射辐射分布式模型  29
    2.5.2 地表反照率模型  29-31
第三章太阳辐射模型在浙江丽水地区的应用  31-39
  3.1 太阳模型系数拟合及误差分析  31-33
  3.2 浙江丽水地区太阳直接辐射时空分布  33-34
  3.3 浙江丽水地区太阳散射辐射时空分布  34-35
  3.4 浙江丽水地区太阳地形反射辐射时空分布  35-37
  3.5 浙江丽水地区太阳总辐射时空分布  37-38
  3.6 本章小结  38-39
第四章热量资源模型的建立  39-43
  4.1 实际地形下月平均气温分布式模型  39-40
  4.2 实际地形下界限温度起止日期模型  40-41
  4.3 实际地形下界限温度持续时间模型  41
  4.4 实际地形下界限温度下的活动积温和有效积温模型  41-43
第五章热量资源模型在浙江丽水地区的应用  43-57
  5.1 热量资源模型系数拟合及误差分析  43-47
  5.2 浙江丽水地区平均气温时空分布  47-48
  5.3 浙江丽水地区界限温度起止日期时空分布  48-51
  5.4 浙江丽水地区界限温度持续天数时空分布  51-52
  5.5 浙江丽水地区积温时空分布  52-55
  5.6 本章小结  55-57
第六章结论与展望  57-59
参考文献  59-64
致谢  64

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