太阳能场景下天空成像仪的云覆盖预测研究

文章解析了天空成像仪的原理和工作方式,揭示了其在太阳能光伏场景监测中的优势与局限性,综述了云覆盖预测技术的研究现状,分析了基于天空成像仪的实时云覆盖预测技术研究方法,并通过实验设计和结果分析,强调了基于天空成像仪的实时云覆盖预测技术在提供准确、实时气象信息方面的潜力,为清洁能源领域的气象监测与预测提供了新的视角和技术支持。

激光云高仪与Ka波段云雷达测云能力对比分析

文章基于激光云高仪和Ka波段云雷达2种仪器协同测量云技术,对2021-06-01/07-31宁夏六盘山气象站的数据进行对比分析。在几乎相同的地理位置下比较2种设备所获取的云底高度和云时间数据,进一步分析2种设备的观测性能受天气状况影响的程度。结果表明:在观测条件相同的情况下,2种设备的观测结果不尽相同。原因是激光云高仪易受特殊的天气现象影响,其中受雾、霾、降水等影响较大,导致云的观测数据出现了偏差。

可见光/红外全天空成像仪和云雷达联合反演云高

为解决大部分设备无法单独获取全天空云底高度的问题,基于中国气象局大气探测基地可见光/红外天空成像仪和毫米波云雷达2019年6月的灰度值与云底高度数据,利用辐射传输模式计算地面8~14μm波段向下红外辐射随天顶角的变化关系,并根据红外波段测得的天顶云底灰度值与非天顶位置的天顶角余弦灰度值之间的线性关系,从而反演得到全天空云底高度。结果表明:(1)相比于全天无云的情形,在一天的相同时间时,全天有云时的天顶灰度值较高。(2)当云底高度为2000 m以上且云层较厚时,云底高与红外模块所测灰度值的相关性明显好于云层较薄的低云。(3)2019年8月12日的个例验证结果显示,反演云高与通过云雷达测得的实际云高相关系数为0.956,而与取天顶附近约30°天顶角得到的云高相关系数为0.9508。

基于毫米波云雷达的黄河流域内蒙古段云宏观特征分析

云是地-气系统的重要组成部分,云宏观特征不仅与地-气系统的辐射收支及区域气候变化密切相关,还直接影响云降水过程模式预报的准确性,鉴于此本文基于2020年8月至2021年7月呼和浩特地区毫米波云雷达观测数据,对黄河流域内蒙古段云出现频率及垂直结构进行统计分析。结果表明:该地区多以晴空为主,全年晴空廓线超过了云雷达总采样廓线的70.00%,相比而言,云出现频率较小,6月最高值也仅为43.84%。云类型以中高云为主,云底高度多出现在3.00~4.00 km之间,云层较薄,厚度介于0.50~1.00 km的云出现频率最高。云宏观属性存在明显的季节变化和日变化特征,春季和夏季云的出现频率较高,分别为39.71%和35.77%,冬季云的出现频率最小,春、夏、秋季午后云出现频率明显高于上午时段。

基于Ka波段云雷达的六盘山顶云特征分析

利用宁夏六盘山气象站2017年9月至2018年8月的Ka波段云雷达观测资料,统计分析了六盘山顶不同云的出现频率及宏观特征。结果表明:六盘山顶云出现频率最高值在7月,为61%,最低值在12月,为26%;按云层数划分,六盘山顶出现的云主要以1层云、2层云及3层云为主,相对总云的月平均出现频率分别为68%-86%、14%-27%及0.4%-4.8%;按云底高度及云层厚度划分,六盘山顶低云、中云、高云及直展云相对总云的月平均出现频率分别为29%-53%、14%-58%、6%-22%及2%-20%。云底高度在冬春季节高于夏秋季节,云顶高度在夏秋季节高于冬春季节,云层厚度为1.6-3.6 km,年变化特征与云顶高度类似。整体来看,春、夏、秋季云厚在白天大于夜间,冬季云厚在夜间大于白天,其中夏、秋季云厚日变化特征较为明显。

基于激光云高仪的雾和霾监测研究

文章在分析激光云高仪观测原理的基础上,结合人工实验观测数据和激光云高仪的后向散射强度数据,提出两种处理激光云高仪后向散射强度数据的方法,即对数运算法和固定阈值分割法。利用这两种方法,使激光云高仪在实现云高检测的同时又凸显了在雾、霾和降水等不同天气条件下近地面大气气溶胶的光学特性。研究表明,利用激光云高仪后向散射强度初值大小、垂直变化趋势和其随时间变化情况,可以实现激光云高仪对雾、霾和降水等特殊天气的实时监测。

毫米波云雷达与CL51激光云高仪测云差异研究

为了研究北京市新布设毫米波云雷达测云性能,文章利用2016年11月北京市观象台、2018年1月北京市延庆毫米波云雷达与CL51激光云高仪测云数据,对比两种测云仪器的云层获取能力及对高、中、低云的获取能力,并比较了两种仪器探测的云底高度。研究结果为其它台站进一步研究两种测云仪器的测云差异提供参考。