基于CERES卫星数据的新疆地面短波辐射时空变化特征

摘要

特定的地理位置和气候条件使得新疆具有得天独厚的太阳能资源优势。本文利用CERES SSF卫星数据对新疆地区2003-2015年的地表处的向下短波辐射通量进行分析，得到新疆地区近13年的时空分布规律。首先，对全天空状态与晴空状态下全疆多年平均向下短波辐射空间分布特征以及季节分布特征进行对比分析；然后对全天空状态下全疆向下短波辐射的年变化以及年际变化进行详细讨论，并探讨了全疆向下短波辐射13年变化趋势及多年平均空间分布特征，对 CERES SSF卫星资料与地面资料的误差进行了对比分析；最后对“三山夹两盆”的地形特征，选取五个地区的向下短波辐射分布规律进行了深入研究，为今后研究新疆地区乃至全国的气候环境变化以及有效开发太阳能提供科学依据，为新疆地区合理利用太阳能资源打下基础。
　　本研究主要内容包括：⑴从全疆13年平均向下短波辐射通量的空间分布来看，全天空状态下呈现从东南方向往西北方向随着纬度的增高而逐渐减少的规律，从春季到冬季，向下短波辐射逐步由经向型分布向纬向型分布转变；而晴空状态下，空间分布主要呈现从南向北随着纬度的增高而逐渐减少的规律，向下短波辐射全年均呈现明显的纬向型分布。由于受到云的影响，向下短波辐射通量值在全天空状态下低于晴空状态下。⑵从全疆地区13年平均向下短波辐射通量的时间分布来看，全疆多年平均各月地面接收向下短波辐射整体呈现单峰变化趋势，接近正态分布，最大值出现在6月。全天具有辐射量的五个时段中，辐射通量大小呈现13时最大，14时、15时、16时、17时依次减小的规律。季节平均值夏季最大，春秋次之，冬季最小。⑶全天空下，基于CERES SSF的卫星向下短波辐射数据与地面数据具有较好的线性相关性，线性相关系数 R的变化范围为0.82-0.93。相对误差平均值为20.89%。⑷在“三山夹两盆”五个分区的辐射量平均值从小到大的排列顺序为阿尔泰山区、准噶尔盆地地区、天山山区、塔里木盆地和昆仑山区。⑸从新疆地区13年向下短波辐射长期变化趋势来看，向下短波辐射整体呈现下降趋势。而在季节变化趋势中，春季向下短波辐射通量变化呈增大趋势，其余各季节均呈减小趋势。其中冬季向下短波辐射气候倾向率减小最多，夏季向下短波辐射气候倾向率减小最少。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本论文主要研究内容

1.4本论文研究的创新点

第二章 资料与方法

2.1 资料介绍

2.2 研究方法

2.3 研究区域

第三章 新疆地面向下短波辐射空间分布特征

3.1 全天空与晴空多年向下短波辐射平均空间分布特征

3.2全天空与晴空辐射季节空间分布

3.3全天空与晴空辐射差异原因分析

3.4 本章小结

第四章 新疆地区向下短波辐射时间分布特征

4.1全疆向下短波辐射时间分布

4.2 全天空下CERES SSF卫星资料与地面观测资料对比

4.3典型地形向下短波辐射分布特征

4.4 本章小结

第五章 结论与展望

5.1主要研究结论

5.2存在的问题和未来工作展望

参考文献

攻读学位期间发表论文情况

致谢