近期,长江中游城市群气象生态环境遥感团队(负责人:王伦澈教授)通过生态网络云平台(https://www.nesdc.org.cn)发布了1980-2022年中国地表日均直射辐射数据集,用户可在线访问获取数据。相关研究成果以”Reconstructing 10-km-resolution direct normal irradiance dataset through a hybrid algorithm”为题发表在Renewable and Sustainable Energy Reviews期刊。
太阳法向直接辐射(DNI)是太阳辐射的重要组成部分,受站点建设成本和管理维护成本较高的影响,我国仅有不到20处一级气象观测站点可提供DNI观测数据。本研究汇集CMA地基观测数据、ERA5和MERRA-2再分析数据,基于辐射传输模型REST2和Stacking集成模型,重建了中国大陆1982-2022年逐日网格化的DNI数据集(CHDNI),空间分辨率为10 km。Stacking模型的整体性能优于任何单一机器学习模型,有效改善了DNI估算过程中高值低估和低值高估的现象,其R、RMSE和MAE分别为0.92、32.04 W/m2和23.68 W/m2。利用地基观测数据,对包括模型模拟、卫星反演和再分析数据的四种DNI产品(CERES、ERA5、SWGDN和CHDNI)的精度进行对比验证。在CHDNI数据集的基础上,探究分析了中国地区近41年来DNI的时空变化特征。

图1 Stacking集成模型构建框架

图2 四种DNI产品在17各CMA站点的精度对比
该项研究工作和数据制备得到了国家自然科学基金(42371031)项目的资助。
论文信息:
Jinyang Wu, Jiayun Niu, Qinghai Qi, Christian A. Gueymard, Lunche Wang, Wenmin Qin, Zhigao Zhou, Reconstructing 10-km-resolution direct normal irradiance dataset through a hybrid algorithm, Renewable and Sustainable Energy Reviews 204, 114805 (2024). https://doi.org/10.1016/j.rser.2024.114805.
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