四川省复杂地形下太阳直接辐射分布式模拟及时空分布.pdfVIP

* 四川省复杂地形下太阳直接辐射分布式模拟及时空分布 钟燕川，徐金霞，郭海燕 （四川省气候中心，成都，610072） 详细摘要：随着四川省太阳能资源利用的快速发展，迫切要求了解本省太阳能资源分 布情况及其相关气象数据资料的应用。四川省业务工作中以往计算多采用的是半经验 半理论的气候学计算方法，仅通过气象数据与太阳辐射实测值之间建立回归关系式， 未考虑地形因素对太阳辐射的影响 。四川省地形多样，太阳能资源丰富地区多位于高 原和山地等地形复杂地区，给太阳能资源评估带来困难。直接辐射是辐射研究中所探 讨的重要分量，是辐射研究中所探讨的重要内容。本研究基 100m× 100m 分辨率数字高 程模型( DEM )数据和四川省境内 119 个气象站 1961 年-2012 年各月月平均日照百分率， 利用起伏地形下太阳直接辐射的分布式模型对四川省直接辐射进行计算。计算结果用 四川省 11 个加密辐射观测站 2012 年实测总辐射值进行检验。结果表明：①四川省年太 阳直接辐射量主要在 315-4700 2 MJ/M 之间。东部盆地为直接辐射低值区，西部高原山地 阿坝州北部、甘孜州北部和南部、凉山州南部和攀枝花均为年均直接辐射大值区，其 中炉霍、理塘、甘孜、稻城、石渠县年均直接辐射值最高。三州地区局地地形对太阳 年直接辐射空间分布的影响明显。②四川省东部地势较平坦盆地地区四季直接辐射变 化主要受太阳高度角、日照百分率不大；地形复杂的西部高原山地地区春夏季节因太 阳高度角较高，日照百分率较大，大部分地区受地形影响也不明显；秋冬季节，随着 太阳高度角和日照百分率的降低，大气透明提高，开阔度较低，地形对直接辐射影响 明显。③四川省内地形复杂，东部盆地和西部山地地区直接辐射分布规律差异明显。 相较于传统计算方法，分布式模拟方法更能如实反映四川省真实地形下的直接辐射分 布情况。 关键词：贵州高原；太阳直接辐射；分布式模拟; 起伏地形; 数字高程模型 0 研究背景 随着四川省太阳能资源利用的快速发展，迫切要求了解四川省太阳能资源分布情况及 其相关气象数据资料的应用。迄今为止国内外已经建立了大量的太阳辐射估算模型，这些 [1] [2] [3] [4] [5] 估算模型可分为理论模型和经验模型两大类 。杨淑群 、张顺谦 、李扬富 、陈兵 、 徐渝江[6]等学者曾做过四川省太阳能资源的相关研究，基于当时条件，这些计算采用的是 半经验半理论的气候学计算方法[7]，仅通过气象数据与太阳辐射实测值之间建立回归关系 式，未考虑地形因素对太阳辐射的影响 [8] 。太阳辐射在实际起伏地形影响下除受季节、纬 *基金项目：川气课题 2013-开发-09 作者简介：钟燕川（1984-），女，工程师，硕士，主要从事气候应用。（E-mail ）zhongyc84@126.net [9] 度影响外, 还受地形因子、坡度、坡向和地形遮蔽的影响 。不同的坡度、坡向、地形之 间的相互遮蔽不同, 所接受的太阳辐射不同, 造成局部的小气候特征差异, 从而形成复杂 的太阳辐射空间分布[10]。地形对复杂地形下太阳总辐射的影响不容忽视。目前，采用基于 数字高程资料（DEM）是研究实际复杂地形下太阳辐射精细空间分布的有效数据处理方法[11- 13] 。四川省地形多样，太阳能资源丰富地区多位于高原和山地等地形复杂地区，给太阳能 资源评估带来困难。直接辐射是辐射研究中所探讨的重要分量，是辐射研究中所探讨的重 要内容。 本文在以上研究的基础上, 利用所建立的起伏地形下直接辐射分布式模型,开展本项研 究，探寻四川省太阳直接辐射受复杂地形影响的变化规律，探讨了局部地形对我国直接辐 射空间分布影响的基本规律，以期为四川省太阳能资源观测站建设项目的评估工作提供更 充实的内容，也有助于为今