基于可解释性深度学习的太阳辐射强度预测

准确预测太阳辐射强度(SI)对电力调度和光伏选址至关重要。随着高性能计算机和大容量存储设备的发展,基于数据驱动的深度学习模型在SI预测领域获得广泛关注,然而,深度学习模型的“黑箱”特性在物理解释性上的缺失,限制了其在特定场合的应用可信度。为了在保持预测精度和模型结构不变、不增加计算复杂度的前提下,提升模型的可解释性,构建了一个基于长短时记忆(LSTM)神经网络的模型。其性能比传统神经网络提高了8.07%,并展示出更优的离群点处理能力。通过采用分层相关传播(LRP)算法,从时间和空间2个维度对影响模型输出的因素进行了评分,增强了模型的可解释性。研究结果表明:该模型在确保性能的前提下,具备良好的可解释性,其中历史辐射强度、时间相关特征(如时日周月)、太阳高度角信息(如日出和日落时刻)、云层覆盖度、辐射时长、温度和露点温度等因素是影响太阳辐射强度预测的主要因素。

长江经济带核心城市辐射强度及模式研究

本文在已有的长江经济带辐射能力测算基础上,测算三大主要核心城市1的辐射范围和辐射强度,分析各要素的辐射能力,全面和深入地反映长江经济带上中下游区域的经济辐射模式,并深入剖析重庆的辐射扩散特点和存在的优势、劣势,从而能够为提升重庆辐射能力、带动周边发展提供有效的理论支撑和有针对性的政策建议。

基于FY-3D电离层光度计数据开展夜间135.6nm辉光辐射强度对赤道环电流指数Dst的响应特性研究

远紫外气辉探测仪小型电离层光度计IPM于2017年11月15日随FY-3D卫星发射升空.IPM通过对地测量夜间O+和电子辐射复合产生的135.6 nm辉光辐射、白天光电子激发产生的OI 135.6 nm和N2LBH波段的辉光辐射,可以得到夜间电离层峰值电子密度、电子总含量以及白天大气氧原子和氮分子的柱密度比O/N2等参数.本文基于IPM夜侧数据研究了在非极光区的中低纬度上,135.6 nm波段辐射强度在磁暴时与磁平静时的相对变化.研究表明,135.6 nm波段辐射强度极易受到磁暴影响发生扰动,对Dst指数响应十分敏感,即使是较弱的磁暴,135.6 nm波段辐射强度也会出现增强,辐射增强出现的时间与磁暴的主相与恢复相有很好的对应性;通过与IGS(International GNSS Service)提供的TEC比对研究表明,磁暴期间135.6 nm辐射增强并非仅由与电离层电子密度信息正相关的O+和电子辐射复合机制产生的辐射贡献引起;多个不同强度的磁暴事件研究表明,135.6 nm辐射强度在磁暴时相对平静时的增加量与Dst指数呈反比,即Dst指数越低,135.6 nm辐射强度的增加量越大,且纬度越高,135.6 nm辐射强度的增加量越大.

基于光辐射强度的日盲紫外放电检测结果一致性校准方法

随着紫外放电检测技术的广泛应用,为解决不同型号日盲紫外成像仪的检测结果缺乏一致性和可比性的问题,该文基于MODTRAN模型分析了温度、湿度、气压和检测距离等不同因素对日盲紫外波段光辐射的大气传输过程的影响特性,建立了紫外检测辐射传输模型,搭建了辐射计量一致性校准平台,提出了紫外检测结果一致性校准方法。利用该方法建立了3台不同型号紫外成像仪的检测结果一致性校准公式,可将紫外成像仪测得的光斑面积换算为检测目标产生的光辐射强度。使用3台紫外成像仪对棒-板模型电晕放电和氘灯光源进行紫外放电检测,由一致性校准公式所得检测目标的光辐射强度计算值的相对标准偏差均小于0.1,验证了一致性校准方法的普适性。

热辐射强度对煤燃烧特性的影响实验研究

为研究温度对煤燃烧特性的影响,采用锥形量热仪在不同热辐射强度(35、40、45、50 kW/m^(2))下对朱集东煤矿气煤进行燃烧测试。结果表明:煤样热释放速率峰值随热辐射强度增加而增大,热辐射强度50 kW/m^(2)时煤样热释放速率峰值为81.54 kW/m^(2),较35、40和45 kW/m^(2)时分别增加15.96%、10.41%和1.53%;煤样总热释放量变化顺序为45 kW/m^(2)组>50 kW/m^(2)组>40 kW/m^(2)组>35 kW/m^(2)组,即随热辐射强度增加先增大后减小。随着热辐射强度由35 kW/m^(2)增加至50 kW/m^(2),煤样质量损失速率峰值与总质量损失量均呈上升趋势,分别增加了38.15%和13.75%。在燃烧后期,45 kW/m^(2)组的CO释放量峰值最小,为0.36 kg/kg,相较于35、40和50 kW/m^(2)组分别降低了0.33、0.27和0.04 kg/kg。

太阳紫外辐射强度与气象要素的相关分析

利用地面常规气象观测资料 ,分析了白天条件下太阳紫外辐射与其它气象要素的相关关系 ,又利用这些常规气象要素拟合出紫外辐射强度的预报方程 ,并利用逐日天气预报结果 (某些常规要素 )预报逐日紫外辐射强度 ,评价各气象要素对太阳紫外辐射变化的主次贡献。

用FTIR光谱仪测量排气系统中红外光谱辐射强度的方法

通过理论分析及实验研究讨论了傅立叶变换红外(FTIR)光谱仪测量排气系统中红外光谱辐射强度过程中误差产生的原因,设计了一套简易有效的测量方法.用此方法测量了黑体和热喷流的光谱辐射强度.结果表明:该测量方法能够有效地获得排气系统的中红外光谱辐射强度,具有工程实用价值.

光辐射强度对侧柏油松幼苗光合特性与水分利用效率的影响

探讨不同土壤水分条件下光辐射强度对侧柏和油松苗木光合特性与水分利用效率的影响规律,可为林木栽培和管理提供科学依据.在黄土半干旱区,采用人工控制土壤水分的方法,利用模拟光源研究了侧柏和油松苗木的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率和胞间CO2浓度随模拟光辐射增强的变化规律.结果表明：在模拟光辐射为0～2200μmol/（m^2·s）的范围内,侧柏和油松叶片的净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率均随光辐射强度的增强而增大,但光辐射强度进一步增强,侧柏和油松净光合速率和水分利用效率呈下降趋势;在同样土壤水分条件下,侧柏净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率高于油松,侧柏光饱和点高于油松,而侧柏光补偿点低于油松,侧柏光能利用率高于油松;随着土壤水分的增加,侧柏与油松净光合速率、蒸腾速率和胞间CO2浓度升高,而水分利用效率降低.在土壤含水量为7.90%、13.00%和19.99%条件下,侧柏光饱和点分别为1 275、1 450和1 675 μmol/（m^2·s）,光补偿点分别为4225和13 μmol/（m^2·s）,由光饱和点对应最大净光合速率分别为3.04、4.06和5.53 μmol/（m^2·s）;在土壤含水量为7.83%、13.04%与20.15%条件下,油松光饱和点分别为1 100、1 325和1 500μmol/（m^2·s）,光补偿点分别为60.30和23μmol/（m^2·s）,由光饱和点对应最大净光合速率分别为1.08、3.35和4.36μmol/（m^2·s）.

降低UV-B辐射强度对小麦类黄酮含量及分布的影响

在降低目前南京地区近地面UV B辐射强度的条件下,研究了小麦叶片类黄酮含量及分布的变化。试验结果表明:UV B紫外辐射强度降低,类黄酮含量显著下降,拔节—孕穗期最为敏感;小麦上部叶片类黄酮含量变化显著大于中、下部叶片,在单张叶片中,叶片基部类黄酮含量显著较叶片尖、中部低。UV B紫外辐射强度降低,小麦叶片叶绿素含量增加。

光伏系统设计中太阳辐射强度影响的分析

太阳辐射强度影响光伏系统的发电量,根据工程上常用的晶体硅太阳电池的数学模型,利用典型气象年逐时数据,考虑太阳辐射强度的影响,利用Visual Basic语言编程分别计算了一天和一年中的光伏电池组件的发电量,并与不考虑辐射强度影响的峰值日照时数方法计算结果进行比较。结果表明:昆明地区考虑辐射强度的逐时计算结果与不考虑辐射强度的计算结果相差7.05%,光伏系统设计中必须考虑当地的太阳辐射强度分布情况。

碳涂层对激光诱导金属等离子体辐射强度的影响

为了降低样品表面对激光束的反射率，提高激光诱导等离子体的辐射强度，文章报道了一种在钢样品表面涂抹碳层的方法。实验结果表明，当一束高能量激光（～25J）作用于覆盖有适当厚度碳涂层的钢样品时，激光等离子体发射的谱线强度提高了10％～28％。为解释谱线强度增强的机理，测量了等离子体的激发温度。此外，实验研究还发现，更强的原子发射光谱出现在激光等离子体径向的1mm处，而不是在其中心位置。

紫外线辐射强度对聚丙烯长丝光氧老化的影响

以聚丙烯长丝为对象,采用不同紫外线辐射强度的人工加速老化试验对其光氧老化过程进行研究。对老化过程中试样的断裂强力进行测试,并进行红外光谱分析。测试结果表明:采用2根和4根紫外荧光灯管的老化结果之间相关性较好,而与8根灯管老化结果之间的相关性较差。造成这种差别的原因在于,2根和4根灯管老化条件下的降解产物与8根灯管老化条件下的降解产物有所不同,即过高的紫外线辐射强度会导致聚丙烯长丝光氧老化动力学过程的改变。

基于路面温度和太阳辐射强度的路面状态识别方法

路面温度由路面湿滑状态(干燥、潮湿、雪、冰)和太阳辐射强度(反映于季节、地理位置、时刻、空气温度和空气湿度)决定,它们三者之间存在非线性因果关系。本文以路面温度和太阳辐射强度为输入构造BP神经网络分类器,间接地识别路面湿滑状态。在干燥和潮湿路面识别实验中,采用28天的1 344个时刻的数据训练BP神经网络,采用2天的96个时刻的数据验证BP神经网络,路面湿滑识别准确率达90%。

全国主要城市冬季太阳辐射强度的研究

根据全国主要城市冬季各月典型日水平面上的太阳总辐射强度和散射辐射日总量,计算出全国主要城市冬季各月典型日大气透明度和水平面上的散射辐射强度与垂直于太阳光线平面上的太阳直射辐射强度之比,进而计算出全国主要城市冬季各月典型日水平面和各朝向立面各时刻的直射辐射、散射辐射和总辐射强度.

人体命门穴红外辐射强度初探

目的：探讨在自然条件下命门穴处的红外辐射的强度.方法：实验于2001年1月-2002年12月在福建省经络研究重点实验室完成,选择福建中医学院针推系的学生,均自愿参加本观察.受试者完全裸露所要观察的部位,安静端坐20～30min,以适应环境温度,在自然状态下以日本三荣公司生产的6T67型红外热像仪摄下所要观察部位的红外热像图,并对命门穴处的皮肤温度进行精确测试.结果：命门穴处的皮温（红外辐射强度）普遍都高.结论：人体不同穴位的红外辐射强度不尽相同,命门穴的红外辐射强度较强（能量代谢旺盛）,聚集了人体一身阳气,为人体真阳所存之处.

CO_2浓度和辐射强度变化对沙柳光合作用速率影响的模拟研究

沙柳是毛乌素沙地防护林的主要灌木树种 ,模拟研究沙柳对 CO2 浓度和辐射强度的响应有利于准确有效地制定全球变化下的沙漠化防治和水土流失的战略对策。结果表明 ,沙柳的光合作用速率对 CO2 浓度的响应表现为线性关系 ,对辐射的响应表现为对数函数关系。沙柳光合作用速率有随辐射强度增加和 /或 CO2 浓度的升高而增大的变化规律。CO2 浓度越高 ,沙柳的光合作用速率对辐射的反应越明显。同样 ,辐射越强 ,沙柳的光合作用速率对 CO2 浓度的反应越敏感。在高辐射条件下增加大气中 CO2 的“施肥效应”比低辐射条件下要显著。土壤干旱对沙柳的光合和暗呼吸都有抑制作用 ,使沙柳的生理过程受到影响 ,从而使沙柳对 CO2 浓度和辐射的反应规律不如土壤水分适宜时显著。

氮气辐射强度的激波管测量与验证

超高速飞行器的热防护设计必须考虑激波层内高温气体发射与吸收的辐射能量,需要有效的辐射加热评估手段。相应飞行条件下的光谱辐射强度地面实验测量是验证数值模型和方法、理解高焓流动的重要手段。基于燃烧驱动激波管,发展辐射强度标定技术,针对富氮气环境,开展高温气体光谱辐射强度的高分辨定量化测试,掌握辐射特征,为数值验证提供基础数据。实验获得了激波速度5.70和6.20km/s条件下的气体光谱辐射强度精细结构,数据表明激波波后的非平衡过程对辐射强度存在很大影响。通过求解耦合化学反应动力学模型的Navier-Stokes方程和辐射特性模型,得到对应实验条件下的流场参数和辐射强度,计算结果和实验数据符合很好,验证了数值模拟方法。

碳纤维电热元件辐射强度分布的数值模拟?

建立碳纤维电热辐射管辐射强度分布的数学模型,基于MATLAB软件模拟不同类型碳纤维电热元件的辐射强度分布,并讨论其空间辐射特性。模拟结果表明:结构参数对碳纤维电热元件辐射强度分布的影响较大,随管径的变化,空间辐射强度存在一个最佳值,辐射强度分布的不均匀性随管径的增加而增加。对比不同类型电热元件的辐射强度分布特性,相同规格电热元件的辐射强度分布场基本一致,而辐射强度值随元件类型而变化。碳纤维电热元件的辐射强度明显高于普通金属加热元件,并且双侧涂覆红外涂料可使其辐射强度明显地提高。调整涂料的配方可以改变红外辐射的频谱分布以满足特殊的加热要求。试验证明:测试数据与模拟结果基本一致,为后期辐射场的设计提供了依据。

圆柱坐标系下任意方向辐射强度的源项六流法模拟

基于传统热流法,提出一种圆柱坐标系下的源项六流模型(Source Six Flux,SSF),可快速准确地计算参与性介质内任意方向的出射辐射强度.详细介绍SSF模型的基本原理和求解步骤,以圆柱形吸收、散射、发射性介质为例,模拟其沿任意方向的出射辐射强度,并与反向蒙特卡罗法(Backward Monte Carlo,BMC)和二流法(Two Flux Method,TFM)的计算结果进行比较.结果表明,SSF法与BMC法的计算结果吻合较好,计算精度均高于TFM法,但SSF法的计算效率明显优于BMC法.因此,SSF模型是一种适用于计算任意方向辐射强度问题的高效数值模型.

紫外辐射强度对土壤中PAHs催化降解的影响

以土壤为介质,菲(Phe)、芘(Pyr)和苯并[a]芘(BaP)为目标污染物,研究了纳米TiO_2和Fe_2O_3为催化剂下,紫外辐射强度对光催化降解多环芳烃及动力学参数的影响。结果表明,随着辐射强度的增加,光催化降解PAHs的速率常数增加,半衰期缩短。当辐射强度从527μW·cm-2增加到1071μW·cm-2,纳米TiO2催化下,BaP光催化降解速率常数从0.0053h-1增加到0.0078h-1,Pyr降解速率常数从0.0017h-1增加到0.0037h-1,Phe降解速率常数从0.0039h-1增加到0.0060h-1;Fe2O3催化下,BaP光催化降解速率常数从0.0049h-1增加到0.0069h-1,Pyr降解速率常数从0.0016h-1增加到0.0036h-1,Phe降解速率常数从0.0038h-1增加到0.0053h-1。随辐射强度的增加,Pyr的光催化降解的速率常数和半衰期变化最大。