云南省太阳能资源实用标准数据库

＠　ａ　｝　云南省太阳能资源实用标准数据库　云南师大太阳能所　｛—丽　谢国清　李自应　陈二永　云南省气象局　寿陛杨　丁ｆ．＜　Ｊ　　提要：本文介绍了云南省太阳能资源实用标准数据库的原理，计算太阳总辐射月总　量的理论依据，　及数据库的结构与内容．特点和实用价值　该数据库能详细提供云南全　省Ｉ７个地州．Ｉ３３个气象台站Ｉ９６Ｉ～Ｉ９９０年共３０年的太阳能资料、包括辐射量、日　照　温度与降水、气温、风．纬度经度海拨高度等６大类Ｉ　６种数据及标准气候值，共　７６６０８关键词：．０个数据　●太阳能资源、ｔ　、亡　～Ｊ一．数据库　，’．武１书　ｌ　１、引言　太阳是一个巨大的能源宝库，它每时每刻都释放出大量的光和热。地球每年接收到的　太阳能达Ｉ，３×１０　ｋＣａｌ，折合标准煤共约Ｉ２９６千亿吨，是目前全世界每年化石燃料稍费　量（７ｌ７　５×１０　ｋＣａ１／年）的Ｉ，７万多倍，　云南省地处低纬度高原，山区面积占９４％，据测算，云南省每年接收到的太阳能达　４．８６５×ｌ０”ｋＣａ／，相当于６９５亿吨标准煤．具有得天独厚的利用太阳能的条件，不仅具有　资源优势，而且具有市场优势和技术优势　１９９３年，云南省太阳能热水器产量达Ｉ２万ｍ　．　太阳电池产量达２００ｋＷ，总产值８００Ｃ多万元，一个新兴的太阳能产业已初步形成，成为　我国太阳能利用的重要基地之一【Ｉ】　随着国民经跻的发展，对太阳能资源的研究．开发与利用愈来愈显示出重要性和紧迫　性，．人们渴望得到一套内容完整、操作简单、实用方便的太阳能资源数据库．Ｉ９９２年９　月，我们完成了国家气象局下达的《云南太阳能资源评价与应用》研究项目，云南省气象　局通过了技术鉴定。我们结合云南地理特点，在前人利用日照百分率计算类型的各种经验　公式的基础上，改进了间接计算太阳总辐射月总量的公式、提出了新的计算太阳总辐射月　总量的气候学数学计算式、并用云南现有各站　月的日照百分率来进行相关划区．以解决　无日射观测点的计算系数的客观选择，因而能较准确地计算分析云南各地太阳能资源的时　空分布的量和规律．从而提高了计算绍果的精确度和可倍度ｆ２】　在此基础上．我们又共　同完成了云南省教委基金项目《云南省太阳能资源实用标准数据库》的研制任务　２、数据库采用的科学理论依据　云南地处高原．地形复杂．不同季节遮蔽及温度变化大．导致垒省各地　各时期的太　４６—　维普资讯 http://www.cqvip.com

阳能资源分布存在着差异。　多年来，由于无日射观测点的太阳总辐射月总量的计算比较复杂，大都采用日照百分　率韵经验公式：　Ｑ＝Ｑ０（ａ＋ｂＳＩ）……（Ｉ）　作间接计算，所用的系数有的通用某２个基数值，有的按行政划区或自然划区来选择　系数，存在着人为的主观成份．故各地太阳总辐射月总量的计算误差较大。　云南有分布较台理的７个日射观测站．有３Ｏ多年的实测资料，以此对照在各类气候　图集、气候专业的教科书和有关研究成果中已被广泛应用的王炳忠经验公式０　：　Ｑ＝Ｑ０［０．１８＋（０．５５＋ｌ　ｌ】／Ｅｎ）Ｓ０……（２）　的间接计算值，我们发现普遍偏小，平均误羞为５．３％，有些站（如腾冲、河口、景　洪）的某些月份，其误差超过了１０％，最大误差的河口站Ｉ　１月的误差为１６．５％，这就达　不到应用研究中误差＜５％的要求。经分析，问题出在Ｑ。．ｓ　是月变量外．水汽压年变量　Ｅｎ也应以月变量ｅ（月平均绝对湿度）来对待．（２）式中ｏ．ｉ８，０．５５、１．Ｉ　ｉ是常数，实际上应　修正为具有天气气候意义的随地点．月份而变动的几个参数ａ、ｂ．ｃ，ｄ，　我们从一元线性回归与双曲回归方程的严格的数学模型出发，对经验公式（Ｉ），（２）进　行了讨论．并提出了新的计算太阳总辐射月总量的气候学数学计算公式［４】［５】　Ｑ０＝Ｑ＿）［ａ＋（ｃ＋ｄ／ｅ）Ｓｌ……（３）　式中，单位为兆焦耳／ｍ　，Ｑ　为各站点年平均气压求得之高度上理想大气之月总辐　射量，ｓ。为各站月平均日照百分率，ｅ为各站点的月平均绝对湿度，ａ、ｃ，ｄ．为随站点　和月份而变化的参数．它们分别是一元线性回归方程Ｑ／Ｑ。＝ａ＋ｂＳｎ，与一元双曲回归方　程ｂ　ｃ＋ｄ／ｅ之回归系数。　由于云南７个日射站各月的Ｑ／Ｑ　ｓ。．ｅ值是不同的，故求得的各站．月的ａ，ｂ、　ｃ、ｄ系数显然也不相同，　与全国一样，云南绝大部份气象站无日射观测，而无日射观测站要用数学计算式来进　行间接计算的关键是如何选择各站各月的ａ．ｂ、ｃ、ｄ参数值。在文献【４】中，我们根据　“通过大量实测资料的筛选．以太阳总辐射与日照百分率的关系最为密切　．我们采用各　站、月的日照百分率Ｓ，来进行相关分析．将通过信度０．０１检验的与某一邻近日射站相关　系数最好的各站归在一个分区里。显然，由于各日射站、各月与另一日射站，各月的相关　情况不一样，而分别划在各日射站的相关分区里。然后各无日射站各月在进行太阳总辐射　月总量的计算时就采用与其相关最好的日射站对应月之ａ．ｂ、ｃ．ｄ值．这种客观选择参　数的方法，改变了国内以往各种按行政或自然分区的弊端，避免了无日射站则用所在区的　ａ，ｂ、ｃ，ｄ平均值的方法　之人为的主观因素。云南省各日射站．各月的ａ．ｂ．ｃ、ｄ　值见表Ｉ，２．３．４。　由于我们采用的气候学数学计算式（３）的物理意义清楚，计算误差甚小，十分接近实　测值，加上无日射站的参数选择通过相关分析划区后客观选择的，因此本数据库所列韵云　南省Ｉ３３站各月　各季及年太阳总辐射数据平均误差仅为１％，最大的昭通站２月误差仅　有４．４％，因而更切合实际，能满足科研和应用的要求。　４＂７　维普资讯 http://www.cqvip.com

表１　云南省各日射站各月的ａ值　月　ｌ　２　３　４　５　６　７　８　９　１０　Ｉ】　１２　全年　昆明　０　２５　０．１９　０．２２　０．３３　０　１０　０，１５　０．２０　０．】９　０，ｌ　７　０，２ｌ　０．０９　０　２３　０】９　昭通　０．１ｌ　０．１０　０．Ｉ】　０．Ｉ　５　０．２５　０．２４　０．２　Ｊ　０．１９　０．１　６　０．１８　０．Ｊ９　０．Ｊ１　０．１７　蒙自　０．Ｉ８　０．２５　０．１９　０．３４　０　Ｉ８　０．２８　０．Ｉ９　０．１５　０．２５　０，２７　０．１９　０．Ｉ４　０．２２　丽江　０．３９　０．３４　０．２７　０．２９　０．２４　０．２２　０．２８　０．２ｌ　０．Ｉ　７　０．１６　０．２５　０．２７　０．２６　河口　０．２　Ｊ　０．２６　０．２４　０：２５　Ｏ．２４　０．２９　Ｏ．Ｊ９　０．】４　０．３１　０．３２　０．２　Ｊ　Ｏ．２４　０．２４　景洪　０　２３　０．２６　０．１８　０．３４　０　２４　０．１７　０．２１　０．２５　０．２８　０．３０　０．２７　０．２６　０．２５　腾冲　Ｏ　３０　０　Ｉ３　０．１　３　０．２３　０　２２　０．２２　０．２１　０．２２　０．２９　０．２４　０．１９　０．Ｉ８　０．２１　表２　云南省各日射站各月的ｂ值　月　１　２　３　４　５　６　７　８　９　Ｊ０　Ｉ】　１２　全年　昆明　０．５５　０．６４　０．５８　０　３７　０．７５　Ｏ．７　Ｊ　０．５ｇ　Ｏ　６Ｉ　Ｏ．６９　Ｏ．５６　Ｏ．８１　０．５８　０．６２　昭通　０．８２　０．８７　０．８３　０．７４　０．５４　０．５５　０．６４　０．６２　０．７０　０．７２　０．６７　０．８８　０．７１　蒙自　０．６２　０．５２　０．６０　０．３４　０．６２　０．４４　０．６４　０．７４　０．５３　０．４７　０．６２　０．７０　０．５７　丽江　０．４２　０．４８　０．５４　０　５１　０．５９　０．６２　０．４７　０．６８　０．７５　０．７４　０．５８　０．５６　０．５８　河口　０．６２　０．４２　０．４６　０．４６　０．５１　０　４１　０．６４　０．７５　０．３９　０．３８　０．６８　０．５６　０．５２　景洪　０．６ｌ　０．５３　０．５６　０．３０　０．５ｌ　０　６９　０．５５　０．４５　０．４６　０．４７　０．５ｌ　０．５４　０．５１　腾冲　０．５１　０．７５　０．７１　０．５２　０．ｊ５　０．６１　０．６４　０．６３　０．４９　０．５８　０．６５　０．６７　０　６Ｉ　表３　云南省各日射站各月韵ｃ值　月　Ｉ　２　３　４　５　６　７　８　９　１０　Ｉｌ　Ｊ２　全年　昆明　０．穷　０．６３　０．３０　０．１４　０．５９　０．８１　０．６３　Ｉ．０　Ｊ　０　３２　０　７９　０．５５　０．４８　Ｏ．５７　晤通　Ｉ　４８　０．８．７　０　４７　０．４０　０．３７　１．１４　０．５２　０．９５　０．７８　Ｊ　Ｊ７　０．９１　０．６８　０．８　Ｊ　蒙自　０．４７　０．Ｉ４　０．７１　０．２ｌ　０．６１　０．４４　０．８５　０．３８　０．８２　０．５０　０．５６　０．７８　０．５４　丽江　０　２９　０．４４　０　４１　０．２７　０．３９　０．６７　—０．６０　１．６５　Ｉ．００　Ｉ．２３　０，４７　０Ｉ４０　０，５５　河口　０　６５　０．２５　０　６２　１．０２　－０．３ｌ　０．４７　Ｉ　３７　２．０３　—０．４７　０　６７　０．９０　０．７１　０．６６　景洪　０．７１　０．Ｓ６　０．５７　Ｏ．４２　０．５２　０．７６　一１．１　７　０．８８　０．８８　０．７２　０．７３　０．５８　０．５ｌ　腾冲　０．５４　０．９０　０．７５　Ｏ．６４　０．９５　１．２０　—３．４７　１．７９　０．５６　０．９３　０．５７　０．７５　ｎ　１　表４　云南省各日射站各月的ｄ值　月　ｊ　２　３　４　，　６　７　９　ｌＯ　ｌ】　１２　全年　昆明　０　Ｏ４　０．０５　２　２Ｉ　’２　３９　２．３８　—１　７２　一１　０１　一＃．ｉ　２　６．ＩＯ　一３．１０　２．６２　０．７６　Ｏ．２２　昭通　－３　２４　－ｏ　０３　—２．３６　３　２Ｏ　２　Ｉ　７　－９　ｏ２　２．Ｏ６　－５　６Ｉ　—Ｉ　２５　—５．Ｏ３　一】．９３　１．１４　一Ｉ．２７　泶自　１　４７　３　８８　Ｉ＿２０　Ｉ　８８　０．４８　－０．Ｉ　３　－４．４３　７　７４　－５．５９　－ｏ．４９　０．７７　－０　８０　Ｏ　３０　丽江　Ｏ．４９　０】９　Ｏ　７３　Ｉ．８３　２．ＩＯ　－０　７２　】７．６６　—１５　６３　－３．６９　－５．３】　０．７４　０．７２　－０．０７　河口　－ｏ　４０　２　４３　－３　Ｉ６　一Ｉ　３　７１　２３　Ｉ　５　一Ｉ　９９　－２２　９３　－３９　２６　２４．４０　—７．Ｉ　６　—４　３９　－２．４９　—３．７９　景洪　一Ｉ　５２　－ｏ　３４　—０　Ｉ７　－２．３３　－ｏ　２５　一Ｉ　９０　４７　３４　—１Ｉ　７２　一】ｏ　９４　－６　０２　－４　３４　一Ｏ．６３　ｏ　６０　猎冲　－０】７　一Ｉ．】５　－０　４０　～Ｉ．３６　—６　４３　一ｌｌ　５３　８３　３７　－２３．５２　一】２４　－５．３ｏ　０．８８　－０　６２　２．７Ｉ　４８　维普资讯 http://www.cqvip.com

３、数据库的结构与内容　３　１结构”　计算机的出现，开辟了数据处理的新纪元．面对需要处理的大量数据，计算机怎样去　管理它们，怎样对它们进行组织．存储、检索和维护．是提高数据处理效率的中心问题。　《云南省太阳能资源实用标准数据库》设计成多个控制模块的双向树枝状结构，并设　计了多级控制的上弹下拉式菜单，以菜单方式逐级推出．也能在菜单方式下逐级返回。既　可进行数据检索显示，又具有磁盘复印、打印输出等重要功能．整个过程均以汉字显示并　给出详细的文字提示，以人机对话方式进行，即便用户对计算机不熟悉，也能很方便地按　文字提示操作使用。　３．２运行环境　３，２　１机型：ＩＢＭ．ＰＣ／ＸＴ、ＡＴ、２８６、３８６，４８６及其兼容机。　３　２　２操作系统：ＭＳ／ＰＣ　ＤＯＳ．ＸＥＮＩＸ、ＵＮＩＸ、ＯＳ－２等操作系统。　３．２．３汉字系统：中文ＳＰＤＯＳ系统．如ＵＣＤＯＳ或ＷＰＳ等。　３　２．４数据库管理系统：中西文ＦＯＸＢＡＳＥ＋２．００版或２　１０版。　３．２　５打印：Ｉ　３２列打印机或其它打印机。　３　３功能　该数据库结构生简略方框图见图１。它分为全省、各地以及各县级台站等三种类型，　可分别进行检索、复制、打印、追加等操作，每一操作功能又分为若干级菜单，每一级菜　单又都有详细的汉字显示与提示．使整个系统均以人机对话方式运行。它能提供云南全省　Ｉ７个地卅ｌ＇Ｉ３３个气象台站、Ｉ９６１至１９９０年共３０年的太阳能资源共６大类１６种数据及　标准气候值。数据包括：　３　３　Ｉ辐射量　（１）各月理想干涪大气太阳总辐射量；　（２）各月、季、年太阳辐射总量计算值；　（３）７个日射站各月太阳辐射总量实测值．　３　３　２日照　（１）各月日照百分率；　（２）各月日照时数。　３．３　３湿度及降水　（１）各月绝对湿度｛水汽压）；　（２）各月相对湿度；　（３）各月降水量；　（４）各月最长连续降水日数．　３　３　４气温　｛１）各月平均气温；　｛２）各月平均最低气温；　ｒ３）各月平均最高气温．　３．３．５风　｛１洛月平均风速；　４９—　维普资讯 http://www.cqvip.com

（２）各月最大风速；　（３）各月最多风向，　３　３　６纬度．经度　海拔高度。　４．数据库的特点和实用价值　从上述介绍可以看出该数据库的特点和实用价值是：　４　Ｉ由于该数据库适应的机型多．对运行环境的要求不高．使几乎所有的微型机用户　都能使用它．为它的推广应用创造了极有利的条件。　４．２该数据库设计思想先进．结构合理．采用了多个控制模块的双向树枝状结构．数　据文卷采用人人都懂的上弹下拉菜单方式逐级推出或返回．既可进行数据检索显示，又具　有磁盘复制．打印输出等重要功能．整个过程均以汉字显示并给出详细的文字提示，以人　机对话方式进行，更加直观和方便用户使用。　４．３该数据库详细完整地提供了云南全省１３３个气象台站３０年的太阳能资源共６个大　类Ｉ　６种标准数据约７６６０８０个数据。它分为全省．各地州及各县级台站等三种类型，可分　别进行检索　复制　打印．追加等项目，它体现了当代先进的数据管理技术，为太阳能利　用提供了现代化手段．　４　４该数据库可供政府决策部门．太阳能研究　设计与开发和应用单位．农林牧渔及　建筑等行业直接使用，对我省太阳能利用具有重要指导作用和实用价值。　附：云南省太阳能资源实用标准数据库总体结构简图　参考文献：　［１】陈二永．寿陛杨．王明《我国太阳能利用的进展》（《生态经济》Ｉ９９１年第５期）　［２】王明　寿陛杨．陈二永《云南太阳能资源及其评价》研究报告鉴定资料（云南省气　象局．】９９２年９月）．　［３］王炳忠等《我国的太阳能资源及其计算》（《太阳能学报》Ｉ（１）Ｉ９８０年）。　王明．寿陛杨．陈二永《云南太阳总辐射月总量的气候学．．数学计算研究》（《云　南师大学报》自然科学版，Ｖｏ１．１　２．Ｎｏ．２．１９９２年６月）。　［５］王明　寿陛杨．陈二永《云南太阳能资源实用区划新探》（《云南师大学报》自然　科学版，Ｖｏ１．１２，Ｎｏ　２，Ｉ９９２年６月）。　［６】中科院自然资源综考会编绘《中国农业气候资源图集》（光能部份）（气象出版社　Ｉ９８４年），　［７］李军贵（（ＦＯＸＢＡＳＥ＋简明教程》（科学出版社ｌ９９２年）　（审稿吕恩荣）