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西藏地空太阳辐射观测研究

晋亚铭  
【摘要】:太阳辐射既影响地球物质转换和有机质的合成,又对农业、材料及地气系统能量交换具有重要意义。西藏地区既是北半球气候变化的启张器和调节器的重要组成部分,又以其特色的旅游资源成为令人神往的旅游胜地。对西藏太阳辐射的研究不仅可以指导当地太阳能资源的合理利用,缓解能源压力,也为紫外指数的预报服务提供了科学数据,还为大气研究、植物光合作用及材料的研究提供了重要依据,故而地面太阳辐射的观测研究极为重要。本工作通过利用高光谱紫外余弦光谱仪、多频道宽带式紫外线探测器和总辐射仪对西藏太阳光谱、太阳紫外线和太阳总辐射进行了实地观测,并结合1961~2014年中国光合有效辐射重构数据集、美国航空航天局地面气象和太阳能资料数据库及中国测绘局1:400万基础地理信息数据来研究西藏太阳辐射的基本变化特征。通过在时间序列和空间维度上的数据处理及可视化分析,发现晴天条件下,西藏太阳光谱从日出到当日当地正午光谱辐照度呈现不断增加的趋势,越靠近正午时刻光谱线间隔越小,辐照度变化梯度越小,光谱线向下“凹陷”越明显,同一波段的吸收越明显;西藏地区的地面太阳光谱具有地表太阳光谱共性特征,波长小于290 nm的太阳紫外光谱辐照度几乎为零;定日2017年1月24日光谱辐照度最高为1.36 W?m~(-2)?nm~(-1),对应波长为480nm;2015年7月观测结果显示北京和成都的光谱辐照度大约为拉萨太阳光谱的一半左右;在波段500~900 nm范围内,拉萨存在当地正午的光谱辐照度超过大气层外标准参考太阳光谱辐照度的现象;西藏地区季均太阳紫外辐射日剂量强弱次序一致,都是夏季最强,春次之,秋较弱,冬最少的分布;西藏紫外指数可以达到极度危险的20以上;西藏大部分地区一年四季中,夏季太阳总辐射日曝辐量最多,冬季最少;西藏地区年光合有效辐射量总体呈现为东南低于西北的特点;太阳紫外辐射与总辐射存在着相对稳定的联系,总体变化趋势与太阳天顶角相反。


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