吉林省太阳辐射变化规律及太阳能资源利用研究.doc

 吉林省太阳辐射变化规律及太阳能资源利用研究 廉士欢 1 靳英华 2 彭聪 2 ( 11东北师范大学教育科学学院 ,吉林 长春 130024; 21东北师范大学城市与环境科学学院 ,吉林 长春 130024 ) 摘 要 :为揭示吉林省的太阳能资源变化规律 ,利用线性回归分析和线性相关分析及 M - K检验法对 1960 年以来长春 、延 吉代表站的太阳总辐射资料进行研究 。结果表明 :吉林省的年平均太阳总辐射为 4 78714 MJ /m2·a,夏季太阳总辐射最大 ,春季 次之 ,冬季最小 。吉林省年平均太阳总辐射在波动中下降 ,且下降趋势不显著 , 20世纪 60年代太阳总辐射较高 , 80 年代达到最 低值 , 90年代以后小幅度回升 。春 、秋 、冬季的太阳总辐射呈不同程度的下降趋势 ,冬季太阳总辐射下降趋势显著 ,夏季呈显著 增加 。吉林省年日照时数在空间分布上呈现出由西向东逐渐减少的地域分布差异 ; 而在时间上也呈现出由春季到冬季依次减 少的分布特征 。吉林省的太阳能资源总量丰富 ,变化趋势不显著 ,这对于利用太阳能资源是十分有利的 。 关键词 :太阳总辐射 ;变化规律 ;太阳能利用 ;吉林 中图分类号 : P42211 + 5 文献标识码 : A 文章编号 : 1673 - 503X ( 2009 ) 03 - 0030 - 05 亚洲 、非洲 ,欧洲和北美的大部分地区都出现了总辐 射减少的趋势 , 平均减少 趋势 达 2 % /10 a。对 于中 国太阳辐射资料的分析研究 ,查良松 [ 5 ] 、李晓文等 [ 6 ] 1 引言 分析了中国地区 1957 —1992 年和 1960 —1990 年间 地面总辐射 、直接辐射和散射辐射年平均距平及季 节变化特征 。这些研究的共同结论是 : 中国大部分 地区的太阳总辐射和直接辐射呈减少趋势 , 并推测 大气中悬浮粒子浓度的增加可能是造成这种趋势的 主要原因之一 。 Zhang等 [ 7 ] 分析了中国沪宁杭 3 个 城市 40 a的太阳辐射变化趋势 ,得出了太阳总辐射 和直接辐射减少 、散射辐射略微增加的结论 。 人类对太阳能的利用虽然已有 3 000 多年的历 史 ,但对太阳能的重视程度加强是在 1992 年 6 月联 合国“世界环境与发展大会 ”在巴西召开之后 ,世界 各国加强了对清洁能源技术的研究开发 。目前人们 对太阳能的利用主要有两种方式 : 一是光热利用 ; 二 是光电利用和光化学利用 。光热利用的形式主要有 地膜 、塑料大棚 、干燥器 、蒸馏 、供暖 、太阳能热水系 统 、空调制冷 、制盐 、工业用热 、聚焦型太阳灶 、焊接 机和高温炉等 ;光电利用的形式主要有太阳能电池 、 太阳能电站 、太阳能汽车 、太阳能家电 、太阳能净化 空气和水等 [ 8 - 9 ] 。 太阳辐 射 是 地 球 —大 气 系 统 最 重 要 的 能 量 来 源 ,也是产生大气运动和天气变化的原始动力 ,它从 根本上决定着地 球 —大 气的 热 状况 。然而 , 我 国太 阳能总辐射观测站点稀疏 ,太阳总辐射资料缺乏 [ 10 ] , 因而 ,太阳能总辐射的研究比较少 。本文研究的目 气候变化是当今全球共同面临的 重大 课 题 , 特 别是全 球 变 暖 目 前 已 成 为 世 人 关 注 的 一 个 焦 点 。 IPCC第 4次报告指出 ,上个世纪最后 20 多年来全球 增暖显著 , 而上世纪 90 年代 , 则是自有观测记录以 来温度最 高 的 10 a[ 1 ] 。龚 道 溢 和 王 绍 武 的 研 究 表 明 ,最近 20 a,东亚包括中国是全球变暖速率最高的 地区 ,中国气温回升迅猛 , 且上个世纪 90 年代也是 近 50年以来最暖的 10 a[ 2 ] 。但是 ,由于气候变化是 一个复杂的科学问题 , 人类在对气候变化本身的认 识以及影响 、适应和减缓气候变化等问题方面还存 在很多未知的领域 。在此背景下 , 地面太阳辐射 作 为反映气候变化的一个重要信号 , 自然是值得关注 的 (陈志华. 1957 —2000年中国地面太阳辐射状况的 研究 [ D ]. 北京 :中国科学院研究生院大气物理研究 所 , 2005 ) 。 目前的研究表明 , 从国际地球物 理年 建立 地 面 太阳辐射观测网以来 , 到上世纪 80 年代末 , 全球地 面太阳辐射普遍呈现出下降的趋势 (陈志华. 1957 — 2000年中国地面太阳辐射状况的研究 [ D ]. 北京 : 中 国科学院研究生院大气物理研究所 , 2005 ) 。在全球 尺度上 , Stanh ill和 Mo re she t[ 3 ] 对 200 个台站 1958 — 1985年的总