西藏地面太阳总辐射与紫外线的观测

地面太阳光谱记录了太阳光经历大气层的烙印与信息,为大气环境、生态保护等研究提供实地依据。西藏高原空气稀薄,地面太阳辐射超强,观测西藏地面太阳光谱为太阳能利用提供实地数据。文章较系统地报道了西藏地面太阳光谱的实地观测结果,为相关高原科学研究提供高精度数据。利用RAMSES光谱仪、CMP6太阳总辐射仪和NILU-UV太阳紫外辐射仪对西藏不同地区、不同季节太阳光谱、太阳总辐射和太阳紫外线进行了全方位的实地观测研究。观测研究了高海拔的西藏拉萨和那曲以及低海拔的北京和成都的光谱特征;研究了拉萨二分二至当地正午(北京时间13:55时)太阳光谱观测结果;对西藏地面光谱与AM1.5和AM0标准光谱进行了对比研究。观测研究了西藏拉萨和那曲太阳总辐射、太阳紫外线强度特征。研究发现拉萨夏季可见和红外区光谱光强度甚至超过AM0光谱相应波长的强度,即:拉萨地面可见光和红外光强度偶尔超过大气层顶部的相应波长光强,是由部分云的反射增量所致;拉萨光谱谱峰出现在波长476.6nm左右,在2017年的夏至观测到的最大值为2.331W·m^-2·nm^-1。然而,对太阳紫外线(280~400nm)光谱的观测发现地面太阳紫外区的光谱强度总是明显低于AM0光谱相应区光强,表明短波的紫外光被大气臭氧有效吸收。虽然拉萨海拔3680m,但通过对拉萨当地正午太阳紫外光谱分析发现拉萨地面波长小于300nm的太阳紫外光谱强度几乎为零,表明波长小于300nm的太阳紫外线被大气层吸收,没有到达地面。同时,研究了西藏高海拔太阳光谱与北京、成都低海拔太阳光谱特征,揭示了各地大气成分、含量等诸多信息。报道了2010年7月—2013年12月期间西藏太阳总辐射的观测结果;结果显示拉萨当日太阳总辐射最大值中约18%超过了太阳常数(1367W·m^-2)。观测发现拉萨太阳总辐射瞬时最大值达到了1756.09W·m^-2(2011年6月24日)。报道了2008年7月—2013年12月期间西藏太阳紫外线的观测结果;结果显示拉萨和那曲UVA日最大值平均值约为67W·m^-2,UVB日最大值平均值约为5.1W·m^-2;拉萨和那曲当日太阳紫外线A和紫外线B最大值变化趋势保持了很好的一致性,在5年多的观测期间紫外线强度没有出现明显的增强或减弱趋势。

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。

浅析植物对太阳紫外线-B辐射的适应

浅析植物对太阳紫外线－Ｂ辐射的适应＊侯扶江（甘肃草原生态研究所，兰州７３００２０）贲桂英韩发师生波魏捷（中国科学院西北高原生物研究所，西宁８１０００１）ＰｒｅｌｉｍｉｎａｒｙＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＰｌａｎｔＡｄａｐｔａｔｉｏｎｔｏＳｏｌａｒＵｌｔｒａｖ...

太阳紫外线辐射预测计算模型研究

地表紫外辐射强度计算的准确与否 ,直接关系到紫外辐射指数 (UVI)预报的准确性 ,其计算方法受到气象部门的特别重视。采用简化大气辐射计算模式、离散坐标 (DISORT ,discrete -coordinate-method)辐射传输算法、气候学经验模式及观测的方法研究了南京地区紫外辐射量的变化。计算与观测的比较显示 ,简化模式、DISORT及气候学方法的计算值与观测结果具有较好的一致性。表明三种模型都具有一定的可靠性。

地球大气对抵达地面太阳紫外辐射量影响的模式研究

在已建立的计算昆明紫外辐射两流模式改进的基础上 ,进一步计算并讨论了 :(1)各种消光物质的光学厚度变化规律及其对紫外辐射的影响 ;(2 )季节变化及太阳天顶角变化与紫外辐射的关系 ;(3)不同云的光学厚度下紫外辐射的变化 ;(4)昆明与北京两地模式计算结果比较 ,以及与国外相近纬度观测结果进行了比较。

北京地区太阳紫外辐射的基本特征

1990年1月至1991年3月在中国科学院大气物理研究所香河观测站(北京东南70公里处)利用国产TBQ-4型分光辐射表及配套的智能辐射记录仪,对近地面太阳紫外辐射进行了观测,得到此间北京地区近地面太阳紫外辐射及其占太阳总辐射比例的变化特征,并分析了差异的原因。给出了1990年1月至1991年3月太阳紫外辐射的极值及对应的紫外辐射占总辐射的比例,后者同太阳总辐射存在反相关。

晴天地面太阳紫外总辐射的观测结果和统计计算方法

利用1990年至1991年24个月北京地区的太阳分光辐射观测资料和常规气象观测资料,分析了晴天条件下地面太阳紫外总辐射的变化规律,给出了用于计算晴天条件下到达地面的太阳紫外总辐射的两种公式,并计算了因臭氧总量减少引起地面太阳紫外总辐射增加的百分率。

青岛地区太阳紫外线辐射研究

通过对青岛地区2004年全年紫外线观测数据的分析,在预设局地纬度、海拔高度、大气中臭氧量及其分布、空气质量状况、地表反照率等因素基本不变的情况下,总结了青岛地区紫外辐射随与太阳天顶角相关的不同季节和时段、天气状况(云况)的统计性变化规律,以服务于该地区人们日常生活中对紫外线的防护,尤其是为调光生态膜的研制及改善提供参考。

中国地区近地面太阳紫外辐射的分布及其对大气臭氧层破坏的响应

本文在充分考虑太阳紫外辐射在大气中传输的物理过程的基础上,引入局地地面气压、臭氧和地表反照率的时空变化,利用Delta-Eddington近似法计算了中国地区冬季(1月)和夏季(7月)晴天时地面太阳紫外辐射(0.290—0.400μm)和紫外B辐射(0.290—0.325μm)的分布,并进一步计算出臭氧总量减少5％、15％时紫外B的变化.结果指出,由于臭氧总量的减少,中国北部地区紫外B的增加比南部地区显著.平均而言,臭氧总量减少1％时,冬季紫外B将增加1％左右,夏季紫外B将增加0.6％—0.7％.

太阳紫外辐射在大气中衰减的探讨

在对北京紫外辐射观测资料分析的基础上,提出了参与光化学反应的物质对太阳紫外辐射能量的吸收作用。计算表明北京地区1990年云天比晴天紫外辐射减少约为21Wm-2,此值与Cess等人的观测结果比较接近。这表明了大气中参与光化学反应的物质对光化辐射能量的吸收基本上等于云对太阳短波辐射的“异常吸收”之值。所以,在辐射传输模式、大气化学模式、气候模式中,应该考虑参与光化学反应的物质对光化辐射能量的吸收作用。

五道梁地区的太阳紫外辐射

该文利用１９９３年９月—１９９４年８月五道梁站的太阳辐射观测资料，分析了该地区太阳紫外辐射的气候学特征。结果表明：该地区的太阳紫外辐射年平均日总量为０．７３ＭＪ／ｍ２，小于拉萨地区，而大于高原东北侧的河西走廊地区；紫外辐射的瞬时极大值较大，７月份可达５６Ｗ／ｍ２，大于河西地区而略小于拉萨地区。其季节变化主要受大气相对质量和大气自氧总含量的影响。紫外辐射在总辐射中所占比例年平均值为４．３％，比河西和拉萨地区均大；其年变化特征与河西地区相反，但与高原其它地区相同。

北京地区太阳紫外辐射的观测与分析研究

利用北京地区太阳辐射和其它常规气象观测资料，得到了到达地面的太阳紫外辐射的计算公式，并将计算值与观测值进行了比较，两者吻合得比较好。最后给出了北京地区地面太阳紫外总辐射的变化趋势，计算结果表明，地面太阳紫外总辐射对大气浑浊度的变化比对大气臭氧总量的变化敏感得多．

太阳紫外光谱辐射地面测量装置中的入射光学系统的研制

以聚四氟乙烯(PTFE)材料制成的积分球为基础,研制了7种组合型入射光学系统,并对它们的余弦特性进行了测试。其中PTFE积分球、磨砂石英半球型漫射器和修正环的组合型入射光学系统的设计具有创新性。在±30°入射角范围内,余弦误差小于0.23%;在±60°入射角范围内,余弦误差小于1.14%;在±75°入射角范围内,余弦误差小于2.5%;在±80°入射角范围内,余弦误差小于5.5%,积分余弦误差〈f2〉=0.94%,指标达到国际先进水平。组合型入射光学系统能够很好地满足太阳紫外光谱辐射地面测量的需求。

云南省太阳紫外辐射研究

文章根据气候学和统计计算方法提出云南省太阳紫外辐射的计算方法。再结合云南省过去三十年的气象实测资料 ,对云南省的部分地区分别计算了它们的太阳紫外辐射量 ,并对其变化规律进行了研究 ,结果表明云南省太阳紫外辐射具有干、湿季的特征。

广州地区太阳紫外总辐射的统计计算方法

利用广州地区太阳辐射和气象观测资料，采用相关分析方法获得了到达地面太阳紫外辐射的计算公式，计算值与观测值吻合得较好。用同一方法对北京地区到达地面的太阳紫外总辐射也进行了计算，结果比较满意。

太阳紫外光谱辐射计的研制及丽江外场实验

为了实现对太阳直接光谱辐照度的地基观测,研制了一台用于测量太阳直射光谱辐照度绝对值的扫描式紫外光谱辐射计,工作波段250～400nm,通过太阳跟踪器及二维转台等设备实现地基观测时对太阳的自动跟踪。以NIST标准光源标定了这台光谱辐射计光谱辐照度响应度,定标误差2.4%。在云南丽江地区(26°52′N,100°13′E)开展的地面太阳直射紫外光谱辐照度观测试验进一步检验了仪器的性能。结果表明:时间、云量和大气气溶胶等因素对抵达地表的太阳直射紫外光谱辐照度有直接的影响。

1979～1996年期间北京地区太阳紫外总辐射的变化趋势

对实际天气条件下北京地区１９９０年１月至１９９２年８月太阳辐射观测资料进行了详细的分析，得到了实际天气条件下到达地面的太阳紫外总辐射的计算公式。结果表明，计算值与观测值吻合得比较好。最后，利用此公式计算了北京地区１９７９年１月～１９９６年６月的太阳紫外总辐射，并讨论了１９７９～１９９６年北京地区太阳紫外总辐射的变化趋势。

影响上海地区太阳紫外辐射的研究

上海于 1997年 8月起建立了太阳紫外辐射强度观测点。分析了 1998年 8月～1999年 7月用埃帕莱紫外辐射仪 (EppleyUltra VioletRadiometer)所采集的到达地面太阳紫外辐射数据。研究了紫外辐射与影响它变化的各个因子之间互相影响程度。

河北省太阳紫外辐射时空分布特征

通过对2010～2011年河北省地面紫外辐射和太阳总辐射的观测资料进行统计分析,表明紫外辐射和太阳总辐射相关显著,相关系数可达0.99(P<0.001)。紫外辐射夏季最大,冬季最小,一日中14时左右达到最大值;在空间上,呈南少北多纬向分布特征。云量和空气污染物对紫外辐射具有显著削减作用。

大气中的水汽对太阳紫外辐射消光的可能机制分析

本文给出了北京地区晴天和实际天气条件下到达地面太阳紫外总辐射的一种计算方法，分析了影响到达地面太阳紫外总辐射的各主要因子的主次贡献，重点讨论了水汽在参与大气中的光化学反应过程中，对到达地面的太阳紫外总辐射消光的可能机制．