基于风云静止气象卫星数据估算地表太阳辐射研究

在为减缓气候变化、保护环境、缓解能源危机、实现人类社会可持续发展，急需发展太阳能等清洁能源的背景下，各国均开展太阳辐射计算模型，通过卫星观测数据反演的方法以弥补台站观测不足的问题。本项目将大气其他因子和云对地表太阳辐射的影响分开处理，通过对输入大气参数的不确定性对晴空模型输出结果的影响分析，构建适应中国区域的晴空地表太阳辐射模型。在此基础上，研究建立基于风云卫星气象数据的云透过率参数化模型，进而构建全天候基于风云静止气象卫星的地表太阳辐射模拟模型。实现实时大气参数作为模型输入数据，从而减少模型对气候背景数据的依赖，提高模型模拟精度，为我国太阳能资源有效利用和科学评估提供基础。

本项目经过3年的研究，基本按计划完成了研究任务。首先通过对影响晴空状态下到达地表太阳辐射因子的敏感性进行分析，确定主要影响参数。在此基础上，总结分析已有的成熟的晴空辐射模拟模型，从输入参数的可获取性、模拟精度等方面综述考虑，筛选出了适合基于FY静止气象卫星数据的晴空地表辐射估算模型。在云透过率参数化方面，主要针对欧洲太阳能分布制图所采用的Heliosat方法和目前FY-2地表太阳辐射产品算法进行比较分析，最终认为Heliosat方法中云参数化方案更适合生成高空间分辨率地表太阳辐射产品。并就FY-2可见光通道数据归一化，晴空地表反照率合成方面做了相应的工作。基于以上工作，最终构建了新的基于风云静止气象卫星数据的全天候地表太阳辐射估算方案。该方案在保证精度的同时，计算效率大幅提高，为基于风云静止气象卫星数据生成高空间分辨率地表太阳辐射提供了可能。