伊朗日照时数的趋势研究外文翻译资料

 2022-11-17 05:11

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伊朗日照时数的趋势研究

摘要

为了评估伊朗不同地区的太阳能资源,本文提供了1981至2007年间37个一级天气站日照时数的时空变化概况。测定了全国四个不同地区日照时数的年变化和季节变化。通过对每个次区域日照时数的平均化和标准化,建立了四个区域代表性时间序列。结果表明,在所有地区,年日照时数表现为大的正弦上升和下降,最小值出现在1990和2003年。日照时数趋势表明,绝大多数台站呈上升趋势。在全国西部地区,四季都出现了最大的上升趋势。在37个车站中,只有2个日照小时的春季出现了负趋势。在年尺度上,伊朗东西部日照时数的变化率随着时间的推移逐渐下降。最积极的年度趋势是在格罗斯山西侧的萨南达季站,以253小时率每十年。鉴于过去25年伊朗许多台站观测到的趋势越来越大,并了解到该地区经历了自然高日照期,可以在全国推广太阳能。

1 介绍

阳光是地球上最重要的生命元素之一。在一年中,太阳光温暖了陆地和海洋,是光合作用的直接因素,推动了水文循环,并最终成为地球天气和气候的主要驱动力。阳光是太阳发出的光和辐射热的结合。此外,它直接关系到太阳能资源,作为减缓气候变化的手段,以达到减少温室气体排放的目标,这一点非常重要。

地面日照观测通常使用一个表或直接日射表记录,两者测量太阳直接辐射的热能转化成电信号并确定日照时间。对日照时数的变化调查能够有用的为这个重要的气候因子的变化以及代理探讨短波迫使在地球表面的变化,特别是不准确的辐照度测量或记录。由于地球云量、日照时数和太阳通量等主要气候变量的变化,必须了解该国不同地区太阳能资源的潜力。

文章探讨了日照时数与气候变化的关系。一个显着的负趋势,年日照时数选定的气象站的70%被建立在土耳其(索伊,1999)。在中国,日照时数在1961-1998和1965-1999年内同期下降(Kaiser和钱,2002;陈等,2006;杨等人。2009)。在美国,Stanhill和科恩(2005)在第二十世纪的区域显示,在该国西北部的季度,日照时间在九个站点的增加和3个站点的减少。在美国的其他三个地区,增加和减少趋势的地点数量相等。1950以后,在美国东北部、西部和南部,在日照时间序列中有较大比例的降水量减少,并且有更多的减少趋势,但这些区域差异没有统计学意义。桑切斯·洛伦佐等人(2008)发现太阳的变暗和增亮现象与西欧的日照时间呈负相关。此外,他们发现春季和年度系列表现出负的日照时数趋势,而这一地区冬季的趋势是明显的(桑切斯·洛伦佐等人,2008)。西藏在1971至2005年间发现了类似的结果,夏季日照时间的季节性下降明显,冬季则有所增加(刘等人,2002;杜等人,2007)。

有许多有关伊朗日照时间的研究文章,特别是用定量估算代替实际太阳测量。在伊朗气象站整个数据的基础上建立了日照、云量记录之间的简单关系(samimi,1994;Kamali和莫拉迪,2004)。Sabziparvar和shetaee(2007)开发了一种通用的高度依赖公式的直接和弥漫的月平均日太阳辐射预测64山区干旱和半干旱的扩张在全国的位置。saffaripour和Mehrabian(2009)估计亚兹德省伊朗市中心的太阳辐射强度。他们使用了七个地理和气候变量,包括没有大气的最大可能辐射和气象气象站测得的日照时数。他们发现太阳赤纬角能够准确地预测太阳辐射。这一系列研究的缺失部分是对伊朗一级台站日照时数的研究。

基于Blani Kridel方程,理论上的最大可能日照时间非常高,在全国最大的大约每天15小时在每年的6月22日,最小的大概为9.5小时每天在每年12月22日 )。这些值需要提请注意太阳能资源潜力的不同方面,以估计投资的可能回报,包括日照时间的时间和空间变异性。

本文旨在说明伊朗不同地理区域日照时数的时空变化趋势。第2节。数据是专门用于所使用的数据集:它们的周期和选定站点。简要介绍了方框图和线性趋势分析两种简单的方法,在第3节中。方法。第四部分讨论了原始时间序列的分类和发展趋势,以及如何将其划分为四个独特的子区域。最后,在第5节中对本文进行了总结和总结。

2 数据

在伊朗,使用坎贝尔斯托克斯球的日照常规测量在1951开始在几个气象站属于irimo气象网(伊朗伊斯兰共和国气象组织)。自那时以来,网站的数量已增至350多个。可以预料,历史记录中存在着数据缺失、粗差和时段不同、台站可能搬迁或环境变化、非系统误差和仪器变化等问题。在伊朗气候变化统计检测项目中,对1960至2005年间伊朗气候变化的统计检测相关问题进行了深入探讨。

就日照数据而言,虽然最长的记录期是1951 - 2007,但仅限于几站。其中一个涉及的问题是一些伊朗气象站在1976至1982年间失踪的数据。因此,为了获得更好的覆盖范围和更好的空间公平性,在这项研究中,1981至2007年间有37个台站的95%个台站的完整性得到了更好的判断。37个天气站的地理特征见表1。

表1伊朗日照时数选定的天气站特征

3方法

一个日照箱形图用来显示最大,最小,第二十五和第七十五百分位值以及平均日照时数。结合箱线图各站以下问题的回答可能是:(1)年日照时数近对称分布,(2)如何在站间平均年日照时数变化也不同,(3)有日照观测,任何异常,(4)改变伊朗日照时数的含义是什么?

聚类分析被用来在1981–2007识别相对站点的日照变化,使用一种算法聚类分析确定相对站点的群体基于季节日照站。利用小区图分析和年、季日照时距值以及聚类分析的结果,确定了全国四个不同的区域。通过对各区域站时间序列的平均化和标准化,建立了四个区域代表性时间序列。利用这些代理序列研究了各地区日照时数的变化。

此外,趋势率(acirc;)和估计的相关系数(R)的一个线性趋势(y = ax b)和B采用最小二乘回归方法采用N对给定的坐标计算值(X,Y)。对序列相关相关系数是否受序列相关影响的推断方法不同。(von Storch,佩希施泰因,1999)。以下没有明显的序列相关性,并根据定长周期n = 27,在n = 27,R̂ge;0.367的线性趋势为5%。

4 结果

4.1区划

聚类分析表明,根据统计检验,存在四个有显著意义的聚类。迭代实现的迭代数为3,迭代结束时,任何簇的绝对坐标变化为0。初始中心之间的最小距离是40.8。用于描述目的以最大限度地提高不同群中各站之间差异的F检验,分别为春、夏、秋、冬156.8、110、108和116.3,有33个自由度,因此在0显著水平上接受它们。利用日照时数时间序列的聚类分析结果,比较了所选台站日照时数的时间序列,并结合框图(图1和图2),确定了伊朗的四个不同的子区域(表2,图3),如下所示。

第一区:位于里海南部的狭长地带(六个站位)。表2显示,里海地区平均月平均日照时数的地理和季节变化与该国其他地区不同。位于里海地区这一侧的台站的最大值、最小值、平均数、第二十五和第七十五百分位数的测量值最低。拉姆萨尔站录得1575.1小时每年最短时间(sim;每天4小时)。这个小的沿海地区的西部、南部和东部的高山起到了大坝的作用,阻止了里海内部温暖潮湿的空气的内陆渗透。在该地区的北面没有障碍物,因此对大气气流开放。冷高压系统在暖海和南北气流的流动,有助于产生几乎每天的海风环流。因此,大部分时间,里海南部沿海地区多云和多雨。由于冷空气在温暖的海水的流动一般是从西方开始的,这部分的云量和降雨强度大于东部。随着冷空气向东,云量和降雨强度会降低。例如,根据表2,Ramsar在西方具有最低的年平均日照时间和Gorgan,在东方,有最大值(2150.9到5.8小时每一天)。

二区:西部、西北部、东部和东北部广阔的山区(18个车站)。这个地区的日照时间在西部、西北部和东北部大致相同。这些地区暴露在各种不同的,甚至是强烈的天气系统(雨,雪,阳光),特别是在秋季和冬季。这是位于这里的站间,时间最长,夏季到马什哈德(1036.1小时)。

III区:在边缘的沙漠中心区(九站)。中部地区的海拔较低,一般是干燥和晴朗的。由于天气系统通常在到达该区域之前已被“填满”或消散,因此没有许多天气尺度因子用于云层形成。BAM站位于中部地区注册最长的年平均日照时数约3387小时/年(sim;每天9小时)。最长的时间是在春季平均949 h FASA发现,冬季时间最长,被发现在iranshahr,以平均711小时。

区域四:南部地区,包括波斯湾和阿曼地区(四个车站)。南部地区全年的季节和年日照时数均低于全年第三区,而冬、冬季节日照时数显著高于该地的北半部。在Iranshahr车站,在秋季和冬季的711和810.6小时的日照时数的平均数,最高的地区。

图1 威尔克斯(2006)后37个车站年日照时数

图2 季节性日照时数((a)春季,(b)夏季,(c)秋季

和(d)冬季)37站威尔克斯(2006)

图3按日照时数划分的全国四个分区

表2

一般来说,中部和南部地区的日照时数都高于北部地区,而里海地区除外。全国各地的空间变化在秋季和冬季被放大了。事实上,西部、西北和东北的所有地区都有相似的模式,唯一的区别是,伊朗中部的秋冬季节日照时间相对较大。

图4显示了在六月至十月期间,除第四区以外的四个定义区域的每月日照时数的相似行为。

图4 1980至2005期间月平均日照时数

4.2 趋势分析

对1981至2005期间37个车站每一个日照时数的变化率进行了检验。利用观测日照时数的季节和年平均值进行分析。图5和图6显示的示意图,在季节变化和年日照时间在伴随着有或没有达到0.05显著水平为选定的站点空间的年代际变化趋势(小时每十年)为1981–2007期在伊朗。趋势分析结果表明,本研究所用站的年平均日照时数有所增加。几乎所有的年度时间序列图,即31的37个人年度时间序列检验,差异有统计学意义(P⩽0.05)趋势。春季18例,夏季26例,秋季20例,冬季18例,有极显著性趋势(alpha;=0.05)。变化率最大的分别为萨南达季山区发现(春、夏),霍伊(秋)和Hamedan Foroudgah(冬季)和年度每年(萨南达季),最低的为扎布尔(春季和夏季)、基什(秋季),布什尔(冬季)和巴姆(年)。


图5 伊朗1980至2005年间季节日照时数的十年趋势(h每十年)。(a)春季、(b)夏季、(c)秋季、(d)冬季

图6 伊朗1980至2005年间年日照时数的十年趋势。

图7(a)根据四个代表系列演示了每个地区日照时数的年平均变化。这些代表被标准化以澄清时间序列中的信号。由于所选择的期限为27年,因此在10年期间(1981 - 1990)进行了标准化。图7(b)显示日照时间的平均标准化值。四个地区的年度模式显示出非常相似的特征。例如,1990年代初所有地区的年日照时间都略有增加。同时,最显著的特征是(图7(b))在所有区域,包括最晴朗的里海,日照时间大大减少,1990和2003年后日照时间相对较低。三个短周期、1980 - 1985, 1990 - 1995和2000 - 2005的标准日照时数相对较低,在整个系列中都有应用。

图7 (a)代表每四个地区的年度时间序列。

( b)四个区域代表时间序列的标准化值,并伴有次级垂直轴上的太阳黑子指数

根据表3,区域时间序列的线性趋势在0.05置信区间内是显著的,但同样明显的是非线性行为。伊朗平均日照时数表现出明显的、非线性的、长期的波动(图7(b))和年日照年数分布的显著周期性成分的存在。在1989, 2000和1992, 2003中观察到最大曲线峰。四时间序列图,对应四个区域,显示无显著性(Pge;0.05)日照时数和太阳黑子数之间的相关性(SSN)(表3)。图7(b)表明,日照时间序列的峰值与太阳黑子指数之间存在一些数据对齐。

表3 四个区域的趋势特征及年日照时数与太阳黑子指数的统计关系

5 结论

这是了解伊朗不同地区的太阳能资源由于预测变化的主要气候变量的潜在本质,包括云量、日照时数和太阳辐射在地球表面的时间。由于伊朗的地理位置,长期平均日照时数相对较高。因此,存在相当高的太阳能生产潜力。通过推断气候变化对日照时数的影响,如其他气候因子,研究了1981~2007年间伊朗气象台网37个一级天气场的时空变化特征。

首先,用盒子法对整个日照时段的37个独特时段和个别时段进行了比较。从这些地块,在这些年度和季节值,日照时数的分布可以分为四个区域:里海的南部,在东部和西部的山区,中部地区在沙漠边缘和区域在波斯湾和阿曼湾海。通过对每个次区域日照时数的平均化和标准化,建立了四个区域代表性时间序列。在所有地区,特别是在1990和2003之后大幅度减少,但在1981至2007年间,每年和季节尺度的日照时间仍有明显增加。这些结果与在美利坚合众国和西藏西北部的季度和其他地区的探索世界的负面趋势对比一些网站积极的趋势是一致的(Stanhill和科恩,2005;陈等,2006;杨等,2009)。此外,伊朗平均日照时数是该国的一个重要周期成分。两例曲线峰观察到最大值(1989, 2000)和最小值(1992, 2003)。

鉴于过去25年伊朗许多台站观测到的趋势越来越大,并认识到该地区经历了自然的高日照时间,人们认为,在全国范围内引进太阳能是一个强有力的

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