2000—2016年中国再分析辐射资料与观测值对比
发布时间：2021-08-06 12:01
大气再分析辐射资料克服了传统的地面观测资料缺乏和台站分布不均的缺点,以及卫星遥感反演算法的适用性和传感器精度等问题,采用不同的模型对太阳辐射状况进行动态模拟,并结合实际观测数据对模型进行校正,建立了长时间序列和不同分辨率的数据产品。尽管目前再分析辐射产品评估已经有较多的研究,但是针对我国长时间序列太阳辐射变化的不同再分析辐射资料间的精度对比评估较少,尤其缺乏不同再分析辐射资料空间差异性研究。选取2000—2016年NCEP/DOE、ERA-Interim、GLDASV2.1三种不同空间分辨率的再分析辐射资料,通过对比三种资料与我国辐射观测数据的差异,对三种再分析辐射资料在空间分布和时间序列的适用性进行详细的精确度评估。结果表明,从年资料对比来看,2000—2016年中国区域NCEP辐射资料显著高于其他三种资料,与观测值平均偏差约为1 342.2 MJ/（m2a）,东部地区高估现象严重。ERA辐射资料平均偏差为681.8 MJ/（m2a）,中国西部、华北及华中地区高估严重。GLDAS辐射资料平均偏差最小为130.2 MJ/（m2
【文章来源】：热带气象学报. 2020,36(06)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
中国辐射观测站点分布图
根据中国辐射观测站2000—2016年月尺度的辐射观测资料，计算各观测站各年太阳辐射观测值，在Arc GIS软件中使用反距离加权插值法，插值得到中国2000—2016年平均辐射观测值空间分布图(图2a)。根据2000—2016年中国区域NCEP、ERA、GLDAS每月的太阳总辐射数据，分别计算NCEP、ERA、GLDAS各年平均太阳总辐射数据，并与观测值进行对比，得到三种数据年平均辐射偏差空间分布图(图2b～2d)。2000—2016年，中国辐射站年平均观测值为5 459.0 MJ/(m2a)。NCEP辐射资料年平均值为6 801.2 MJ/(m2a)，显著高出其他三种资料，与辐射站观测值平均偏差约为1 342.2 MJ/(m2a)，相对误差最高为30.0%。其中西藏、东北、华南等地高出900～1 500 MJ/(m2a)，华北、西北和西南东部以及华中地区高出1 500～2 500 MJ/(m2a)，四川盆地高估大于2 500MJ/(m2a)。由于NCEP模型不考虑气溶胶的影响，会导致更多的太阳辐射到地球表面，因此NCEP辐射值会更高，目前已有多项研究结果证实这个结论。低估区主要分布在甘肃和新疆交界地区，低估值约为300 MJ/(m2a)。ERA年平均辐射值为6 140.8 MJ/(m2a)，与辐射站观测值平均偏差约为681.8 MJ/(m2a)，相对误差为15.7%。高估区主要分布在西部、华北和华中地区，部分地区高出1 200～1 500 MJ/(m2a)。低估区主要分布在东北北部、新疆西北部和西南地区南部，低估值约为300 MJ/(m2a)。GLDAS辐射资料年平均辐射值为5 589.2MJ/(m2a)，与辐射站观测值平均偏差相对最小约为130.2 MJ/(m2a)，相对误差为6.0%。其中西部地区、四川盆地以及华北地区高估相对多600～900 MJ/(m2a)，低估区域与ERA估算值基本一致，主要分布在东北和西北北部，以及西南南部地区。图3 2000—2016年中国区域年平均辐射观测值与NCEP、ERA和GLDAS估算值对比
图2 2000—2016年中国年平均太阳辐射观测值以及三种再分析数据空间分布图从年际变化趋势来看(图4),2000—2010年以来，太阳辐射观测值总体变化平缓，2010—2016年呈递增趋势。三种再分析数据中，NCEP数据呈缓慢减少趋势，ERA和GLDAS呈微弱增加趋势。其中，NCEP和ERA资料与观测资料整体变化趋势接近，尤其在辐射高值年(2001、2004、2009、2013年)和低值年(2003、2010年)都有较好的反映；GLDAS辐射资料的整体变化趋势存在模拟值在高值年更高和低值年更低的现象。
【参考文献】：
期刊论文
[1]探空温度观测与ERA-interim再分析资料的对比分析[J]. 田伟红,万晓敏,冯建碧. 热带气象学报. 2019(01)
[2]ECMWF地表太阳辐射数据在我国的误差及成因分析[J]. 张星星,吕宁,姚凌,姜侯. 地球信息科学学报. 2018(02)
[3]近30年中国太阳总辐射时空特征及趋势分析[J]. 喻丽,王姝苏,褚荣浩,顾俊杰,潘亮东. 安徽农业科学. 2017(33)
[4]中国地表太阳辐射再分析数据与观测的比较[J]. 王丹,盛立芳,石广玉,车慧正. 应用气象学报. 2012(06)
[5]近50年中国太阳总辐射长期变化趋势[J]. 马金玉,罗勇,申彦波,梁宏,李世奎. 中国科学:地球科学. 2012(10)
[6]地面太阳辐射的变化、影响因子及其可能的气候效应最新研究进展[J]. 申彦波,赵宗慈,石广玉. 地球科学进展. 2008(09)
本文编号：3325740
【文章来源】：热带气象学报. 2020,36(06)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
中国辐射观测站点分布图
根据中国辐射观测站2000—2016年月尺度的辐射观测资料，计算各观测站各年太阳辐射观测值，在Arc GIS软件中使用反距离加权插值法，插值得到中国2000—2016年平均辐射观测值空间分布图(图2a)。根据2000—2016年中国区域NCEP、ERA、GLDAS每月的太阳总辐射数据，分别计算NCEP、ERA、GLDAS各年平均太阳总辐射数据，并与观测值进行对比，得到三种数据年平均辐射偏差空间分布图(图2b～2d)。2000—2016年，中国辐射站年平均观测值为5 459.0 MJ/(m2a)。NCEP辐射资料年平均值为6 801.2 MJ/(m2a)，显著高出其他三种资料，与辐射站观测值平均偏差约为1 342.2 MJ/(m2a)，相对误差最高为30.0%。其中西藏、东北、华南等地高出900～1 500 MJ/(m2a)，华北、西北和西南东部以及华中地区高出1 500～2 500 MJ/(m2a)，四川盆地高估大于2 500MJ/(m2a)。由于NCEP模型不考虑气溶胶的影响，会导致更多的太阳辐射到地球表面，因此NCEP辐射值会更高，目前已有多项研究结果证实这个结论。低估区主要分布在甘肃和新疆交界地区，低估值约为300 MJ/(m2a)。ERA年平均辐射值为6 140.8 MJ/(m2a)，与辐射站观测值平均偏差约为681.8 MJ/(m2a)，相对误差为15.7%。高估区主要分布在西部、华北和华中地区，部分地区高出1 200～1 500 MJ/(m2a)。低估区主要分布在东北北部、新疆西北部和西南地区南部，低估值约为300 MJ/(m2a)。GLDAS辐射资料年平均辐射值为5 589.2MJ/(m2a)，与辐射站观测值平均偏差相对最小约为130.2 MJ/(m2a)，相对误差为6.0%。其中西部地区、四川盆地以及华北地区高估相对多600～900 MJ/(m2a)，低估区域与ERA估算值基本一致，主要分布在东北和西北北部，以及西南南部地区。图3 2000—2016年中国区域年平均辐射观测值与NCEP、ERA和GLDAS估算值对比
图2 2000—2016年中国年平均太阳辐射观测值以及三种再分析数据空间分布图从年际变化趋势来看(图4),2000—2010年以来，太阳辐射观测值总体变化平缓，2010—2016年呈递增趋势。三种再分析数据中，NCEP数据呈缓慢减少趋势，ERA和GLDAS呈微弱增加趋势。其中，NCEP和ERA资料与观测资料整体变化趋势接近，尤其在辐射高值年(2001、2004、2009、2013年)和低值年(2003、2010年)都有较好的反映；GLDAS辐射资料的整体变化趋势存在模拟值在高值年更高和低值年更低的现象。
【参考文献】：
期刊论文
[1]探空温度观测与ERA-interim再分析资料的对比分析[J]. 田伟红,万晓敏,冯建碧. 热带气象学报. 2019(01)
[2]ECMWF地表太阳辐射数据在我国的误差及成因分析[J]. 张星星,吕宁,姚凌,姜侯. 地球信息科学学报. 2018(02)
[3]近30年中国太阳总辐射时空特征及趋势分析[J]. 喻丽,王姝苏,褚荣浩,顾俊杰,潘亮东. 安徽农业科学. 2017(33)
[4]中国地表太阳辐射再分析数据与观测的比较[J]. 王丹,盛立芳,石广玉,车慧正. 应用气象学报. 2012(06)
[5]近50年中国太阳总辐射长期变化趋势[J]. 马金玉,罗勇,申彦波,梁宏,李世奎. 中国科学:地球科学. 2012(10)
[6]地面太阳辐射的变化、影响因子及其可能的气候效应最新研究进展[J]. 申彦波,赵宗慈,石广玉. 地球科学进展. 2008(09)
本文编号：3325740
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