地理科学学院在《Solar Energy》上发表最新研究数据

作者:发布时间:2020-03-17浏览次数:10

近日,我校地理科学学院教师施国萍博士及合作团队在《Solar Energy》(IF=4.608)发表了题为”Fast scheme for determination of direct normal irradiance. Part I: New aerosol parameterization and performance assessment”的研究成果。该论文第一单位为南京信息工程大学,第一作者为施国萍博士,通讯作者为澳大利亚气象局孙治安研究员。加拿大维多利亚大学环境模拟与分析中心李江南研究员,地理科学学院何永健副教授为共同作者。

SUNFLUX是计算地球表面太阳辐射的一种快速参数化方案。该方案是一个双波段光谱模型,覆盖紫外可见光(0.20.7)和近红外(0.75.0µm),包括主要吸收气体、气溶胶和云对太阳辐射的吸收和散射的影响。瑞利散射以及云和气溶胶的散射效用其反射率来表示,而这些成分的吸收效应则由它们的透过率决定。这些大气成分的透射率和反射率是使用精细辐射传输方案Sun-Edwards-Slingo(SES2)对各种可能大气条件进行大量计算产生,并用简化的表达式将结果参数化。该方案可用于确定晴天和云天条件下的地表太阳辐射。即可用于业务数值预报模式,也可使用卫星反演或再分析数据做为输入离线运行。该方案目前正在澳大利亚政府气象局和英国气象局使用的业务预报系统中实施。

本文在原有基础上对SUNFLUX方案做了进一步改进。研究团队在SES2基础上提出了一种新的气溶胶直接透过率参数化方法,改进了SUNFLUX方案中太阳能预测中的法向直接辐照度(DNI)的计算。利用14个基准地面辐射站(BSRN)辐射观测数据集和对应的AERONET站气溶胶数据,对改进的SUNFLUX方案进行了评估。评估结果表明,与旧版本相比,新版本计算的DNI的精度有了显著提高。相对平均误差(MBD)和相对均方误差(RMSD)分别为-3.03%4.95%。并与SMARTS,REST2,MMAC,ESRA,DISC等五种模型的性能进行了比较。本模型的预测结果与参考模型最优的预测结果具有可比性。更重要的是,评估结果显示本研究所发展的新气溶胶模式也可应用于其他模式并改善他们的效果。

研究得到了国家自然科学基金(41805083)资助。