在應(yīng)對氣候變化、實現(xiàn)“雙碳”目標的路上,太陽輻射資源作為產(chǎn)業(yè)化相對成熟的新能源展現(xiàn)出良好的前景,其精確評估也成為能源領(lǐng)域相關(guān)產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點。近日,中國氣象科學(xué)研究院沈陽農(nóng)業(yè)與生態(tài)氣象研究院(沈陽分院)農(nóng)業(yè)與生態(tài)氣象大模型及應(yīng)用團隊(以下簡稱“團隊”)通過構(gòu)建2016—2023年中國5km分辨率日照時數(shù)數(shù)據(jù)集(以下簡稱“數(shù)據(jù)集”),研制出我國的“陽光地圖”。該成果填補了我國區(qū)域尺度精細化日照數(shù)據(jù)的空白,為復(fù)雜地形區(qū)制定區(qū)域農(nóng)業(yè)適應(yīng)性策略、優(yōu)化能源布局及生態(tài)保護提供了科學(xué)依據(jù)。
該數(shù)據(jù)集將站點數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為格點數(shù)據(jù),可以更直觀展現(xiàn)我國大面積日照情況。團隊成員張展豪介紹,我國年平均日照時數(shù)具有顯著季節(jié)性差異,呈現(xiàn)出夏季長、冬季短,空間分布上東南少、西北多等特征。其中,四川盆地是日照時數(shù)低值中心,新疆東部、內(nèi)蒙古、青藏高原等地是明顯的高值區(qū)。上述差異與特點主要是受緯度及天氣氣候因素影響所致。隨著太陽直射點的變化,白晝越長,日照時長也相應(yīng)增加。青藏高原、新疆、內(nèi)蒙古等地,由于海拔較高、空氣稀薄,且降水少、晴朗天氣多,日照時數(shù)相對偏多。與此相反的是四川盆地,受地形限制,因其多云多降水,日照時長往往偏少。此外,各地的日照時數(shù)并非是固定不變。該數(shù)據(jù)集時空分析結(jié)果表明,2016年以來,我國日照時數(shù)在時間分布上呈現(xiàn)增加趨勢,在空間分布上呈現(xiàn)西北向東北減少的趨勢。
日照時數(shù)作為常規(guī)的氣象觀測要素,其觀測網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國近2500個站點,這使得通過日照時數(shù)數(shù)據(jù)反演驗證的方法具備更高可信度和實施可行性。團隊利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)并結(jié)合經(jīng)驗?zāi)P,針?017年至2022年的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和氣象觀測臺站數(shù)據(jù),通過時間序列模型生成不同日序數(shù)的模型參數(shù)查找表,并通過2016年至2023年的驗證數(shù)據(jù)集進行驗證評估,最終成功構(gòu)建2016—2023年中國5千米分辨率日照時數(shù)數(shù)據(jù)集。
“日照時數(shù)作為衡量太陽輻射時間的關(guān)鍵量化指標,與氣候變化評估、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人體健康等領(lǐng)域關(guān)聯(lián)密切,具有重要的科學(xué)價值和實用價值。”團隊首席房世波表示。在氣候變化評估領(lǐng)域,該數(shù)據(jù)集為深入分析氣候長期演變趨勢以及極端天氣事件提供了有力的數(shù)據(jù)支撐;在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面,能夠助力優(yōu)化種植制度、合理調(diào)整田間管理措施等,為預(yù)測氣候變化背景下的農(nóng)業(yè)適應(yīng)性策略提供重要參考,進而保障糧食安全。未來,數(shù)據(jù)集還將在光伏發(fā)電選址、人體健康以及生態(tài)保護等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
(作者:張嘉赫 牛彥元)