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河北省实际地形下太阳辐射分布式模拟

作　者: 郭艳岭
导　师: 邱新法
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 气象学
关键词: 河北省 实际地形 太阳辐射模拟 分布特征 DEM GIS
分类号: P422.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本文利用河北省及周边省份常规气象观测站和太阳辐射站资料,结合河北省1：250,000DEM数据,以地理信息系统(GIS)为数据处理平台,应用实际地形下太阳辐射分布式计算模型,对河北省太阳辐射时空分布进行了模拟和研究。计算了河北省100m×100m分辨率的天文辐射、直接辐射、散射辐射、地形反射辐射和总辐射的空间分布；分析了起伏地形太阳辐射时空分布特征及天文、地理、地形地貌、大气透明度等因子对太阳辐射分布的影响规律,得出以下结论：(1)河北省天文辐射量7月>4月>10月>1月,各月天文辐射量均表现出很好的纬向分布特征,由南到北天文辐射量呈减少趋势；(2)河北省太阳直接辐射量4月>7月>10月>1月,各月直接辐射量均表现出较好的纬向分布特征,由南到北直接辐射量呈增加趋势；(3)河北省太阳散射辐射7月>4月>10月>1月,各月散射辐射呈现较好的纬向分布特征,呈南多北少的分布特征；(4)河北省1月、4月、7月、10月平原及高原、盆地的反射辐射量都很小,差异不明显；山地反射辐射值大于平地；(5)河北省太阳总辐射量7月>4月>10月>1月,总辐射呈现较好的纬向分布特征,呈南少北多的分布特点；(6)太阳高度角越小,河北省辐射量越小,南北辐射差异越大；太阳高度角越大,河北省辐射量越大,南北辐射差异越小。(7)地形越平坦,开阔度越大,对河北省太阳辐射分布的影响越小,地形起伏越大,开阔度越小,对河北省太阳辐射分布的影响越大。(8)河北省山地南坡接收的太阳辐射一般较同纬度平地偏大,北坡则较平地小,太阳高度角越小,这种差异越明显；东、西坡向对太阳辐射分布影响较小。(9)1月、4月、7月、10月太阳直接辐射量>散射辐射量>地形反射辐射量,地形反射辐射量占总辐射量不到1%。同时,太阳直接辐射占总辐射的比重10月>1月>4月>7月,这可能是由于1月、10月云量相对较少,相对湿度较低,大气透明度较高,而7月、4月云量相对较多,相对湿度较高,大气透明度较低造成的。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-8
第一章 前言  8-13
  1 河北省概况  8-9
  2 实际地形下太阳辐射分布式模拟的意义和目的  9-11
  3 国内外研究进展  11-13
    3.1 水平面太阳辐射研究  11
    3.2 起伏地形下太阳辐射研究  11-13
第二章 资料与方法  13-28
  1 资料  13-14
    1.1 常规气象资料  13
    1.2 辐射资料  13-14
    1.3 地形资料  14
  2 方法  14-28
    2.1 实际地形下天文辐射分布式模拟  14-18
      2.1.1 水平面天文辐射计算  14-16
      2.1.2 坡面天文辐射计算  16-17
      2.1.3 实际地形下天文辐射分布式模拟  17-18
    2.2 实际地形下直接辐射分布式模拟  18-22
      2.2.1 原理  19
      2.2.2 水平面总辐射计算  19-20
      2.2.3 水平面直接辐射计算  20-22
      2.2.4 实际地形下直接辐射分布式模拟  22
    2.3 实际地形下散射辐射分布式模拟  22-25
      2.3.1 计算模型  22-24
      2.3.2 水平面散射辐射计算  24-25
      2.3.3 地形遮蔽度的计算  25
      2.3.4 实际地形下散射辐射分布式模拟  25
    2.4 实际地形下反射辐射分布式模拟  25-26
      2.4.1 起伏地形下地形反射辐射计算模型  25-26
      2.4.2 地表反照率计算  26
    2.5 实际地形下总辐射分布式模拟  26-28
第三章 河北省太阳辐射模拟结果  28-49
  1 河北省天文辐射模拟结果  28-31
  2 河北省直接辐射模拟结果  31-35
  3 河北省散射辐射模拟结果  35-39
  4 河北省反射辐射模拟结果  39-42
  5 河北省总辐射模拟结果  42-46
  6 局地地形对太阳辐射的影响规律  46-49
第四章 应用前景  49-52
  1 农业产业结构调整  49-50
  2 日光温室生产  50
  3 太阳能发电  50
  4 山区小气候利用  50-51
  5 太阳能建筑  51
  6 气候变化研究  51-52
第五章 结论与展望  52-55
  1 结论  52-54
  2 展望  54-55
参考文献  55-60
致谢  60-61
作者简介  61

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 大气科学（气象学） > 气象基本要素、大气现象 > 大气辐射 > 太阳辐射
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