【摘 要】
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太阳辐射能是地球能量的主要来源,其能量主要集中在可见光和红外波段,是地球表层各种物理过程和生物活动的基本源动力,对天气、气候的形成和演变都起着重要的作用,对研究各种极端天气气候、灾害性天气也具有重要的意义。针对当前全世界的能源问题和生态环境问题,太阳能作为一种安全、环保的可再生能源,其开发与利用成为了国内外众多科学家关注的问题之一。太阳辐射强度是太阳能资源常用的评价指标之一。此外在生态系统过程模型
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太阳辐射能是地球能量的主要来源,其能量主要集中在可见光和红外波段,是地球表层各种物理过程和生物活动的基本源动力,对天气、气候的形成和演变都起着重要的作用,对研究各种极端天气气候、灾害性天气也具有重要的意义。针对当前全世界的能源问题和生态环境问题,太阳能作为一种安全、环保的可再生能源,其开发与利用成为了国内外众多科学家关注的问题之一。太阳辐射强度是太阳能资源常用的评价指标之一。此外在生态系统过程模型、水文模拟模型、生物物理模型、作物生长模型、以及在太阳辐射透过率推算过程中,太阳辐射强度是必不可少的参数之一。地表净辐射反映了地表辐射收支的情况,与气候的形成和地表许多自然过程有着密切的关联。然而由于我国地域辽阔、地形复杂、太阳辐射地基观测站点稀少且分布不均匀,太阳辐射数据比较匮乏,难以直接将其应用于区域尺度的研究,因此,在全球气候变暖和双碳的背景下,提供大量精确、完整的局部区域的太阳辐射地基观测数据,用于研究不同地区太阳辐射的变化特征、太阳辐射的生态效应、开发和利用太阳能资源,是十分有必要的。青藏高原以其独特的地理位置(高海拔、低纬度、日照时间长等)和大气条件(大气透明度高、臭氧浓度低),使得该地区的太阳辐射特别是紫外线辐射强度远高于同纬度的其他地区,因此该地区是一个研究太阳辐射本身特征、太阳辐射的生态效应特别是紫外线对动、植物的影响、以及研究开发和利用太阳能的理想之地。青藏高原由于受到其独特的自然地理环境条件所限制,在高原上获得的一手地表太阳辐射的观测资料有限,尤其是长周期的观测资料更少,这为高原地区辐射状况变化的研究带来了一定的困难。羊八井镇(90 53′,30 13′)平均海拔4300m,属于西藏自治区拉萨市当雄县的一个镇,地处青藏高原中部、念青唐古拉山脉南侧,气候属于高原半湿润气候区,下垫面植被主要为草甸。研究该地区的太阳辐射的特点,为进一步研究青藏高原整体太阳辐射的特点,提供局部区域太阳辐射资料支持。本文利用由中科院大气物理研究所在羊八井全大气层观测站安装的日本EKO MR-60四分量辐射传感器所测量的2020年1月至2021年12月为期两年的地基太阳辐射观测数据,主要分析了该地区各辐射分量(即太阳短波总辐射、向上短波辐射、大气逆辐射、地面向上长波辐射和地表净辐射)、地表反照率、云的短波辐射强迫效应随时间(即日、月际和季节)的变化特征。分析得出,羊八井地区太阳短波总辐射、地表净辐射和大气逆辐射随月际变化特征比较一致,都呈现出单峰的月际变化特征,其中前两种辐射分量的月平均值6月最大,12月最小,且羊八井观测站地表净辐射通量全年均为正值。而大气逆辐射的月平均值7月最大,1月最小,比前两种辐射分量出现最大值和最小值的时间延迟了1个月。地面向上长波辐射也呈现出类似单峰的月际变化特征,其最高值出现在6月,最低值出现在1月。而地面向上的短波辐射的月际变化特征与所研究的其他辐射分量有所不同,其最大值出现在4月,最小值出现在9月。羊八井地区地表反照率的日变化特征和年变化特征均表现为“U”形分布;地表反照率月平均值2月最大,7月最小,全年变化在0.17~0.27之间。羊八井地区云对太阳短波总辐射的强迫效应全年为负值,变化范围为-22.4-233.6 W/,且7月值最大,11月值最小。羊八井地区存在太阳辐射瞬时观测值超出太阳常数(1361W/m~2)的现象,且主要发生在春季、夏季和秋季三个季节,其中夏季发生次数最多。
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