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两种不同初始场对太阳辐射模拟效果的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
利用2010年1,4,7和10月ECMWF和NCEP再分析资料作为初始场和边界条件,应用辐射模式系统WRF-SES2模拟了北京观象台的总辐射、散射辐射和直接辐射,并与观测值进行对比,重点分析了模式初始场云量差异对辐射模拟的影响。结果表明:(1)1,4,7和10月多数时段总辐射模拟值较观测值偏大,散射辐射模拟值较观测值偏小,总云量模拟值小于观测值,直接辐射误差分布范围较总辐射、散射辐射大。(2)多数时段采用ECMWF再分析资料作为初边值条件模拟(简称EC方案)的总辐射、直接辐射、散射辐射误差小于NCEP资料作为初边值条件模拟(简称NCEP方案)的误差,即EC方案模拟太阳短波辐射效果优于NCEP方案,这可能与ECMWF再分析资料中的云微物理量误差相对较小有关。(3)1月和4月总辐射模拟效果较好,平均绝对误差最小,其中1月两种方案误差分布范围最小,且介于-50~200 W·m-2之间,10月次之,7月稍差;1,4月和10月两种方案模拟误差较接近,而7月EC方案模拟的总辐射误差小于NCEP方案。(4)1月直接辐射模拟效果较好,4月和10月次之,7月稍差;除4月外,其他3个月EC方案模拟的直接辐射误差小于NCEP方案。(5)1月和10月散射辐射模拟效果较好,4月和7月稍差;4个月EC方案模拟的散射辐射误差小于NCEP方案。(6)EC和NCEP方案对总辐射、直接辐射和散射辐射的模拟准确率受初始场中云量模拟效果的影响较大,当总云量模拟误差较小时,总辐射的模拟误差亦相对较小。(7)在多云和有降水天气过程时,EC和NCEP方案模拟的太阳辐射误差较大,需要通过资料同化方法改进模式初始场,并对模拟结果做进一步订正。 相似文献
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基于LAPS系统和WRF模式,开展卫星、雷达、探空、地面等多源观测资料融合同化对暴雨过程云结构和模式模拟效果分析研究。介绍了卫星等观测资料在LAPS云分析和湿度分析中的应用方法,根据融合同化观测资料种类设计数值试验方案,研究我国风云卫星资料在LAPS云分析系统中的作用。结果表明,风云静止卫星图像资料的融合可明显改善暴雨过程LAPS云顶高度及总云量等二维云结构分析,并订正中高层及云顶的云量、云水、云冰、云分类等三维云结构的垂直分布,可描述暴雨过程三维云结构的发展演变特征。融合雷达回波资料可调整中低层三维云结构,并分析出雨水和雪等水物质参数。LAPS系统融合同化的观测资料越多,湿度场误差越小,可改进模式对强降水区的模拟,提高降水TS评分。 相似文献
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本文利用地球辐射平衡试验（ERBE）和国际卫星云气候计划（ISCCP）提供的地气系统行星反射率，长波射出辐射（OLR）和云量资料，计算出中国地区年、月总云量对地气系统净辐射的强迫，分别讨论了其与总云量及地气系统晴天净辐射的关系。结果表明：地气系统净辐射云强迫与总云量有较好的抛线物关系，各月净辐射云强迫与地气系统晴天净辐射的曲线相关也很明显，如以曲线上净辐射云强迫为零时的晴天净辐射值代表各月曲线位置，则该值随天文辐射作规律性季节变化。地气系统净辐射云强迫的地理分布与总云量及地气晴天净辐射分布有关，其在各地的年变化则主要由天文因素及雨季进行退决定。 相似文献
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青藏高原云对地气系统净辐射强迫的气候研究 总被引：1，自引：0，他引：1
利用地球辐射平衡试验（ＥＲＢＥ）和国际卫星云气候计划（ＩＳＣＣＰ）提供的地气系统行星反射率、长波射出辐射（ＯＬＲ）和云量资料,计算了青藏高原地区云对地气系统净辐射的强迫,并讨论其与总云量及地气系统晴天净辐射的关系。结果表明：高原各季净辐射云强迫与总云量有较好的非线性关系,其中以暖季更明显;各月净辐射云强迫与地气系统晴天净辐射的曲线相关很明显,各条曲线均存在一个与净辐射云强迫零值相对应的晴天净辐射值 相似文献
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文章分析了南宁市紫外线辐射的变化特征及其与太阳总辐射和云量的关系。指出南宁市紫外线辐射具有明显的季节变化，夏季最大，冬季最小。4月下旬开始紫外线逐渐增强，5～9月长达5个月时间紫外线强度维持在一个较高的水平，10月上旬开始紫外线迅速减弱。日最大值出现时间多数在12～14时。紫外线辐射量与太阳总辐射量相关系数达0．67，与部分月份云量也有较好的相关性，晴天的紫外线日变化曲线最为平滑，多云天气次之，少云天气下日变化曲线有较大波动。 相似文献
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在国家气候中心全球大气环流模式BCC_AGCM2.0中引入一组基于CloudSat/CALIPSO卫星观测的、能够体现真实时空变化特征的云垂直重叠参数（抗相关厚度,Lcf）数据,以减小由云的重叠描述造成的辐射场的不确定性。对比了采用时空变化的云重叠参数和采用恒定云重叠参数的气候模拟结果,发现无论在全球还是东亚区域,采用基于卫星观测的云重叠参数对模拟的总云量都有一定程度的改进。采用时空变化的云重叠参数后,冬、夏两季全球平均总云量与云和地球的辐射能量系统（CERES）卫星资料的误差都减少了1.6%,其中热带对流区域总云量的正偏差和副热带地区总云量的负偏差都明显减少,这些有助于正确模拟不同区域间的能量收支差异。在东亚区域,采用时空变化的云重叠参数后,冬、夏两季的东亚区域平均总云量与CERES卫星资料的误差分别减少了1.8%和1.4%。综上所述,基于CloudSat/CALIPSO卫星资料计算得到的Lcf有助于改进大气环流模式对总云量的模拟,从而提高模式对辐射场的模拟精度。 相似文献
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《干旱气象》2015,(4)
利用兰州大学半干旱气候与环境观测站2008年全天空成像仪、微脉冲激光雷达和太阳总辐射观测资料,分析了不同时间段内云量的变化特征及其与太阳辐射的关系。结果表明:2008年3~8月总云量经历了先上升后下降的过程,其中3~5月缓慢上升,各月总云量都在8成以上;6~8月显著下降,但各月总云量都大于6成,说明半干旱区春夏季云量充足,属"不缺云"状态;同一时段内,太阳总辐射先"变亮"后"变暗",即3~5月大幅上升,6~8月逐步下降;总云量与太阳总辐射存在显著的负相关关系,相关因子R2=0.68;低云、中云、高云对地面太阳辐射的相对影响值分别为-23.01%、-3.33%和13.09%。 相似文献
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为推动地面云观测自动化,利用2015 2016年全国范围内不同时段FY-2G卫星观测云覆盖率和总云量反演产品与同时段地面气象站人工观测总云量资料进行对比分析,评估卫星观测与地面人工观测的一致性和偏差。结果表明,FY-2G卫星观测云产品较地面观测偏低,总云量较云覆盖率偏低明显。定义晴天、少云、多云、阴天四种不同云量等级,进一步分析卫星数据,结果显示不同云量等级下云覆盖率与总云量与地面人工观测的一致性和偏差有所不同,晴天和少云状态下总云量产品一致性较好,阴天时云覆盖率一致性较好。从分布上分析发现西部和西南部观测偏差较大,且根据云量等级呈现不同的状态。因此在云观测自动化布局中,卫星观测不能完全替代地面云量观测。地面观测应在西部和西南部,以及天气状况较为复杂的区域加强观测。 相似文献
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为推动地面云观测自动化,利用2015 2016年全国范围内不同时段FY-2G卫星观测云覆盖率和总云量反演产品与同时段地面气象站人工观测总云量资料进行对比分析,评估卫星观测与地面人工观测的一致性和偏差。结果表明,FY-2G卫星观测云产品较地面观测偏低,总云量较云覆盖率偏低明显。定义晴天、少云、多云、阴天四种不同云量等级,进一步分析卫星数据,结果显示不同云量等级下云覆盖率与总云量与地面人工观测的一致性和偏差有所不同,晴天和少云状态下总云量产品一致性较好,阴天时云覆盖率一致性较好。从分布上分析发现西部和西南部观测偏差较大,且根据云量等级呈现不同的状态。因此在云观测自动化布局中,卫星观测不能完全替代地面云量观测。地面观测应在西部和西南部,以及天气状况较为复杂的区域加强观测。 相似文献
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利用河西走廊3个太阳辐射站和19个气象站数据资料，推算了河西走廊各站太阳总辐射量，分析了该地区太阳总辐射空间分布和时间变化特征，并采用相关系数法分析了太阳总辐射的气候影响因素。结果表明：（1）太阳总辐射空间分布在年及春、夏、秋季时间尺度上总体呈西北向东南递减，冬季则正好相反，由西北向东南增加。（2）太阳总辐射在月际和季节分布上呈单峰型，5月最强，12月最弱，夏季最强,冬季最弱。（3）年太阳总辐射呈增加趋势，其线型倾向率为6.3 MJ/(m2·10a)，其中夏、秋、冬季总辐射呈减少趋势，下降最明显的是夏季，春季呈明显的增加趋势。（4）年、季总辐射都表现出2～3、5～6 a短周期及8～10 a长周期震荡。（5）太阳总辐射量与相对湿度、降水量、总云量、低云量及浮尘、扬沙、沙尘暴日数总体都呈负相关，与气温和日照时数呈正相关。（6）河西走廊太阳能资源丰富程度和稳定度表现一致，都呈现为由西北向东南递减的趋势，资源相对丰富的地区稳定度也相对较高。 相似文献
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为了便于研究水气界面辐射传输、水下光辐照度以及湖泊储热量，探讨太湖地区总辐射概况及其变化。文章在概述当前太阳总辐射气候学计算的主要方法及公式基础上，采用最小二乘法，利用上海、南京、杭州3站1961~2000年共40年的历史资料，确定各站的经验系数，然后内插求出太湖无锡地区的经验系数。由此推导出太湖无锡地区太阳总辐射的气候学计算公式，并利用无锡站日照百分率资料求算出近40年到达地面的太阳实际总辐射。然后利用太湖站1998年的太阳总辐射实测资料检验其公式精度，确定公式的可信度。最后对计算值进行分析，阐述了近40年来太湖无锡地区太阳总辐射的变化特征及其原因。研究结果表明:无锡地区太阳总辐射呈下降趋势，而这种下降主要是由于大气中悬浮物增加所致；总辐射年内变化趋势基本上与天文辐射相吻合，但又存在差异，这主要与梅雨的存在有关。 相似文献
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V. Badescu 《Theoretical and Applied Climatology》2002,72(1-2):127-136
Summary A model that uses two parameters to describe the state of the sky is presented. The parameters are the total cloud amount
and a new two-value parameter – the sunshine number – stating whether the sun is covered or uncovered by clouds. Regression
formulae to compute instantaneous cloudy sky global and diffuse irradiance on a horizontal surface are proposed. Fitting these
relationships to Romanian data shows low bias errors for global radiation but larger errors for diffuse radiation. The model’s
accuracy is significantly higher than one based on total cloud amount alone. The model is used to generate time-series of
solar radiation data. A first approximate relationship, neglecting auto-correlation of the sunshine number, is used in the
computations.
Received July 17, 2001 Revised November 7, 2001 相似文献
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Ground-based measured solar radiation fluxes are used to derive simultaneously cloud water content and cloud fraction cover. In this paper we present a new method for prognostically inferring cloud microphysical properties based on previous work of Chou and Suarez. A look up table method combined with simulated annealing process is associated with the Chou and Suarez radiation transfer model called CLIRAD-SW. This model which is of great sensitivity has been validated for several atmospheres. Calculations here are conducted for an equivalent period of one year of measurement realized by the MINREST-LRE program for the Yaoundé meteorological station during the year 1984 and are focused on the previously derived average solar days similar to those proposed by Klein and more representative of the monthly solar radiation profile. In order to reduce computational time, mean values of liquid, mixed phase and ice cloud effective radius are used according to those proposed by Chou M.D. As part of our retrieving method, diffuse and global fluxes calculated for each set of cloud and aerosol microphysical characteristics are compared with the fluxes measured during the corresponding period. The obtained results are in very good agreement with those fluxes with relative errors ranging from 0.001% to 1.9% for diffuse flux and from 0.0009% to 2% for global flux. Mean cloud fraction profile obtained was generally well correlated with seasons whereas the correlation of cloud water content with seasons was not very good. However, the characteristic trend was in good agreement with the change in seasons. The overall agreement observed suggests that the method is capable of characterizing cloud water content and fraction for the given period of the day and the year although the lack of in situ measurements was a limitation for a valuable verification of the accuracy of the method. 相似文献
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目前, 数值预报中卫星资料的应用主要只是针对晴空条件, 大量受云和降水影响的卫星资料被丢弃不加以使用。但是, 云雨区观测往往包含有大量与天气系统发生发展密切相关的大气信息, 对这部分资料的同化应用由此成为当前研究的一个重要问题。在快速辐射传输模式中云雨粒子辐射效应的考虑还有待于进一步完善情况下, 云雨区卫星资料的应用通常是采用云检测方案对观测受云影响的严重程度进行判识并决定使用的取舍。以0604号热带气旋Bilis作为研究个例, 该文设计了一组受云影响微波卫星资料不同云检测方案和通道选择的应用试验。对AMSU-A资料, 云检测方案包括散射因子、降水概率和小雨检测3种, AMSU-B卫星资料的云检测方法选用了通道2亮温模拟观测误差和Bennartz散射因子。在对进入分析系统卫星资料与天气系统的配置关系、卫星模拟与实际观测偏差特征的统计以及对初始分析影响研究的基础上, 探讨了它们对台风不同阶段数值预报效果的影响。 相似文献
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AGCM中云的不均匀性作用的初步研究 总被引：5，自引：1，他引：4
利用ISCCP的云不均匀性资料,探讨了云不均匀性在AGCM中的作用,分别考查了不均匀云光学厚度的贡献、单次散射反照率和不对称因子的贡献,以及3个因子的总贡献.研究表明,考虑云不均匀性效应后,AGCM模拟的气候场有着较为明显的变化.由于不均匀云光学厚度对短波辐射场的贡献与不均匀云单次散射反照率和不对称因子这两个因子对短波辐射场的作用基本上是相反的,从而造成同时考虑3个因子作用时,云的不均匀性效应对辐射场的直接作用很小,但可通过云水场的改变来间接影响辐射场.研究清楚地显示了云-辐射相互作用的复杂性,云的全面正确处理对模式模拟能力的提高非常重要. 相似文献
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逐时云迹风资料同化对暴雨预报的模拟试验 总被引：5，自引：1，他引：4
文中基于不同的云迹风同化方案,用GRAPES模式对2005年7月11-12日长江中下游一次暴雨强降水过程进行了云迹风资料同化试验及数值模拟,通过对比分析不同方案所得的分析场及预报场的差异,研究逐时云迹风资料三维变分同化对分析场及暴雨预报的影响.首先,根据连续性原理及双通道各层次云迹风资料的误差分析,分3个步骤对7月11日00:00-12:00 UTC共12个时次的双通道云迹风资料进行了初步的质量控制;然后,把经过质量控制的云迹风资料放入基于GRAPES 3D-VAR三维变分同化方案开发的逐小时循环同化系统中进行同化,将得出的分析场与单一时次未经质量控制的云迹风资料同化得出的分析场进行对比,探讨了逐时云迹风资料同化对数值预报分析场的影响;最后,把同化后的分析场作为初始场,用 GRAPES模式对 2005年7月11-12日长江流域暴雨过程做24 h降水预报试验,分析两个同化方案所模拟得到的预报场的差异.结果表明,经资料的筛选、同经纬度单点通道的选择及资料的稀疏化3个步骤控制后,各层次云迹风资料的误差有明显减小;加入经质量控制的逐时云迹风资料其三维变分同化可以提高分析场中风压场及水汽场的质量;而且在暴雨预报试验中可以相对更准确地预报暴雨落区及雨强. 相似文献
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Although radar observations capture storm structures with high spatiotemporal resolutions, they are limited within the storm region after the precipitation formed. Geostationary satellites data cover the gaps in the radar network prior to the formation of the precipitation for the storms and their environment. The study explores the effects of assimilating the water vapor channel radiances from Himawari-8 data with Weather Research and Forecasting model data assimilation system(WRFDA) for a severe storm case over north China. A fast cloud detection scheme for Advanced Himawari imager(AHI)radiance is enhanced in the framework of the WRFDA system initially in this study. The bias corrections, the cloud detection for the clear-sky AHI radiance, and the observation error modeling for cloudy radiance are conducted before the data assimilation. All AHI radiance observations are fully applied without any quality control for all-sky AHI radiance data assimilation. Results show that the simulated all-sky AHI radiance fits the observations better by using the cloud dependent observation error model, further improving the cloud heights. The all-sky AHI radiance assimilation adjusts all types of hydrometeor variables, especially cloud water and precipitation snow. It is proven that assimilating all-sky AHI data improves hydrometeor specifications when verified against the radar reflectivity. Consequently, the assimilation of AHI observations under the all-sky condition has an overall improved impact on both the precipitation locations and intensity compared to the experiment with only conventional and AHI clear-sky radiance data. 相似文献
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正1School of Atmospheric Sciences, Chengdu University of Information Technology, Chengdu 610025, China2International Center for Climate and Environment Sciences, Institute of Atmospheric Physics,Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China3University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China 相似文献