밝게하는 기간 동안 아테네의 태양 방사선 기후를 살펴 봅니다.

지구 표면의 태양 복사 (SSR)는 대기 환경, 지상 생태계 및 지상 기후와 같은 다양한 분야를 제어하기 때문에 생명의 주요 원천입니다. SSR은 지구상에서 가장 풍부한 재생 가능 에너지 자원입니다. 그럼에도 불구하고, 그것은 대기 구성 요소의 변화, 구름 덮개 (구름으로 덮인 하늘의 백분율) 및 태양 지구 형상 (지구에서 태양까지의 거리)의 변화로 인한 변화를 겪습니다. 세 번째 종류의 변형은 순전히 천문학적 (수학적) 문제이기 때문에이 연구에서 관심이 없습니다.

SSR의 변화는 단기 (연간, 계절) 및 장기 (10 년)입니다. 첫 번째 범주는 태양 주위의 지구의 회전으로 인한 반면, 두 번째 범주는 대기 구성과 흐림 (구름 덮개)의 변화에 ​​기인합니다. 북아메리카와 유럽에 대한 SSR의 다세대 변동은 1960 년대에서 1980 년대 후반부터 1980 년대 후반 경향이 감소한 것으로 나타났습니다.; 이 현상은 북미와 유럽의 대기 오염 물질의 증가에 기인합니다. 그럼에도 불구하고, 1990-2000 년에 이들 지역에 걸쳐 SSR 수준의 경향이 증가 하였다; SSR 강도의 이러한 회복은 Global Brightening 라고 불 렸습니다. .

장소의 태양 방사선 기후는 SSR 성분의 수준과 추세를 말합니다 (즉, 확산 태양 복사 , 태양과는 별도로 하늘의 모든 부분에서받은 방사선; 직접 태양 방사선 , 단지 태양으로부터받은 방사선; 글로벌 태양 방사선 , 확산 및 직접 구성 요소의 합). SSR은 구름과 대기 에어로졸 (대기 오염 물질, 화산재, 사막 먼지, 해양 스프레이와 같은 대기의 부유 입자)에 의해 약화됩니다. 구름과 대기 에어로졸은 공간과 시간이 다양하므로 SSR 수준에서 유사한 변화가 발생합니다.

데이터 수집 및 분석

SSR 수준의 분석을 위해, 글로벌 태양 방사선의 시간당 값 ( g e , 단위 Wm) 및 확산 태양 복사 ( d e , 1992-2017 년에 아테네 국립 전망대 (ASNOA)의 Actinometric 역에서 유닛 WM)이 사용되었습니다. 이러한 측정은 여전히 ​​ pyranometers 라는 특정기구에 의해 수행됩니다. .

분석 전에 QCT (Quality-Control Test)가 두 시간 g 의 시간당 값에 적용되었습니다. e 및 d e 데이터 시리즈. QCT 기준을 준수하지 않는 값은 추가 처리에서 거부되었습니다. 최종 g e 및 d e 시계열은 시계화되었습니다 (시계열에 대한 계절의 영향이 제거되었습니다). g 의 경향을 조사하기 위해 e 및 d e 시리즈, ITA (Innovative Trend Analysis)는 오해의 데이터에 적용되었습니다.

ITA 방법을 시계열에 적용하려면 z _k (k =1, 2,…, n), 우리의 경우 g e 및 d e 데이터, z  두 개의 동일한 반쪽으로 나뉘어졌다. x _i (i =1, 2,… n/2) 및 y j (j =n/2 +1, n/2 +2,…, n), n은 원래 z 의 데이터 값의 수입니다. 시계열. 다음으로, x _i 및 y j 하위 시어는 오름차순으로 정렬되었습니다. x _i  x- 축 및 y 에 배치되었다 j  동일한 그래프의 y 축에서 (그림 1은 예를 보여줍니다). 두 하위 서리 모두 트렌드를 가지고 있지 않으면 데이터의 데이터는 1 :1 (45) 라인에 있습니다. 긍정적 인 추세가있는 경우, 데이터는 1 :1 라인 위로 축적되는 반면, 부정적인 추세에서는 데이터가 1 ​​:1 라인 아래로 떨어집니다. 모든 데이터가 1 ​​:1 라인 위 또는 아래에 축적되면 추세는 단조로운 것으로 알려져 있습니다. 일부 데이터 포인트가 위에 있고 다른 데이터 포인트가 1 :1 라인 아래에 있다면 트렌드는 비 투명입니다 (즉, 시계열에는 다른 트렌드가 존재합니다. 그림 1 참조).

시계열의 추세를 식별하려면 다음 추세 표시기 ( d )이 작업에 사용되었습니다 :

여기서 x _i 및 y _i x 의 데이터 값입니다 _i 및 y j X̄는 각각 하위 서리 인 반면 X의 산술 평균 x _i 하위 시리.

SSR에 대한 흐림의 영향을 조사하기 위해 Nebulosity Index ( f )이 작업에 사용되었습니다 :

여기서 cr  실제 (측정 된) 상황에서 클라우드 비율입니다 ( cr _m ) 및 아래 (이론적) 명확한 스카이 조건 ( cr t ); d e, Sci , 명확한 스키 확산 조도 및 p e, Sci , 이론적 직접 수평 조도는 다음과 같은 관계에 의해 제공됩니다.

식의 모든 계수. (2d)는 Wm에있다; m , t l 및 α r 상대 광학 질량, 멸종 계수, Linke 탁도 계수는 각각; γ 태양 고도 (deg) :

f 0과 1 사이의 다릅니다. 표 1은 f 의 값에 따른 5 가지 하늘 범주를 제공합니다. 색인.

결과 및 토론

그림 2는 원래의 시상식 g를 보여줍니다 e 및 d e 연간 데이터 시리즈. 똑바로 (파란색으로 점선) 라인에는 표현이 있습니다. g e =30.45+0.17 세 (3a) 및 d e =1682.07-0.77 세 (3B). 연도 =1992 및 연도 =2001 (1992-2001 년 10 월 2 일)을 Eq. (3a), 차이를 취하는 e2001 - g e1992 , 결과를 평균 로 나눕니다 e 1992-2017 년 기간 동안의 가치는 370.12 wm에 해당하고이를 100%곱하면 A +0.41%/10 년 추세가 발견되며, 1950-1980 년의 낮은 값에서 SSR 수준에서 약간의 회복 (글로벌 브라이트닝)이 나타납니다. 반면, +0.41%/10 년의 추세는 +0.15 wm/년 (또는 +1.50 wm/10)에 해당합니다. d 의 추세 계산을 반복함으로써 e 식의 시계열. (3b), g e 평균 d 를 고려합니다 e 연구 기간의 가치는 133.64 wm이며, d e 추세는 -5.19%/10 년 (또는 ≈ -0.52%/년)의 추세를 가지고 있으며, 강한 추세를 의미합니다. 이것은 -23 wm/10 (또는 -2.30 wm/년)의 경향 감소와 동일합니다.

1992 년 이후 SSR 수준의 회복은 그리스를 포함한 EU 국가들이 취한 다양한 방지 조치로 인한 것일 수 있습니다. 반면에, 확산 방사선의 감소는 연구 기간의 흐림 감소와 유럽과 에어로졸이 발칸 반도에 적재하는 대기 오염 수준의 감소로 인한 것일 수있다.

표 2는이 연구의 추세 결과를 g 와 관련하여 다른 관련 작품의 추세 결과를 비교하는 것을 보여줍니다. e 데이터. d 의 경향의 비교 e 문헌에 데이터가 제공되지 않으므로 다른 연구를 수행하는 현재 작업의 데이터는 불가능합니다.

그림 3- 왼쪽은 g 의 월 평균값에 대한 ITA 방법을 보여줍니다. e ,도 3- 오른쪽으로 개별 d 식의 요약 전에 계산 된 값. (1). 전체 d 값 (식 1의 요약 후)은 +0.11이며 실제로 추세가 없음을 나타냅니다. g e 시계열은 여러 데이터 포인트가 1 :1 라인 위와 아래에 있기 때문에 연구 된 기간의 비 모노 닉입니다.

ITA 방법을 월간 평균 d 에 적용 e 값과 해당 다이어그램의 값은 그림 4에 나와 있습니다. 그림의 왼쪽 그래프에서 d 의 대부분의 데이터 포인트가 나타납니다. e 하위 서리 a - d e 하위 서리 B는 범위 [-10%, -5%]와 일부는 -10%라인 미만에 있습니다. 전체 d 값은 -0.90, 즉 유의 한 부정적인 추세입니다.

맑은 하늘을위한 SSR 시계열은 그림 5에 나와 있습니다. 여기서는 똑바로 (파란색으로 점선) 라인에 표현이 있습니다. g e =-1633.15+1.01 세 및 d e =2210.76-1.03 세. 연도 =1992 및 연도 =2001 (1992-2001 년 10 월 2 일)을 Eq. (3a), 차이를 취하는 e2001 - g e1992 , 결과를 평균 로 나눕니다 e 1992-2017 년 기간 동안의 가치는 382.21 wm에 해당하고이를 100%곱하면 A +2.36%/10 년 추세가 발견되며, 1950-1980 년의 낮은 값에서 SSR 수준에서 놀라운 회복 (글로벌 브라이트닝)을 의미합니다. 한편, +2.36%/10 년의 추세는 ≈ +0.91 wm/년 (또는 +9.09 wm/10)에 해당합니다. d 의 추세 계산을 반복함으로써 e 식의 시계열. (3b), g e 평균 d 를 고려합니다 e 연구 기간의 가치는 136.95 wm이며, d e 추세는 -6.77%/10 년 (또는 ≈ -0.68%/년)의 추세를 가지고 있으며, 강한 추세를 의미합니다. 이것은 -9.27 wm/10의 경향 감소 (또는 ≈ -0.93 wm/year)와 같습니다.

표 3 은이 연구의 추세 결과를 g 와 관련하여 다른 관련 작품의 추세 결과를 비교하는 것을 보여줍니다. e 데이터. d 의 경향의 비교 e 문헌에 데이터가 제공되지 않으므로 다른 연구를 수행하는 현재 작업의 데이터는 불가능합니다.

그림 6-left e ,도 6- 오른쪽에 해당하는 d 섹션 2에 언급 된 바와 같이 계산 된 값. 전체 d 값은 +0.43이며 약간 긍정적 인 추세를 나타냅니다. 반면, ITA 방법을 월 평균 d 에 적용합니다. e 값과 해당 다이어그램의 값은 그림 7에 나와 있습니다. 그림의 왼쪽 그래프에서 d 의 데이터 쌍의 거의 절반이 있음을 알 수 있습니다. e 하위 서리 A vs. d e 하위 서리 B는 [-10%, -5%] 범위에 있고 나머지는 -10%라인 아래에 있습니다 (All -Sky d 에 대해 유사한 결과가 얻어졌습니다. e 도 4의 경향). 이는 확산 방사선 월간 값이 연구 기간에 유의미한/매우 중요한 부정적인 경향을 보여줍니다. 실제로, d 그림 7- 오른쪽의 다이어그램은 -1.0 라인 아래뿐만 아니라 범위 [-0.5, -1.0]에 축적 될 모든 값을 보여 주므로 위의 결론을 확인합니다. 이것은 전체 d 와 일치합니다 =-1.18 값 (매우 상당히 부정적인 추세).

결론

본 연구는 1992-2017 년에 아테네에 대한 SSR의 변형과 경향을 조사했으며, 이는 유럽의 대부분의 지역에 비해 밝기 시대로 특징 지어 질 수있다. 이 연구는 몇 가지 혁신을 포함시켰다 :(i) 처음으로 ITA 방법론은 그리스의 기후 시계열에 적용되었다. (ii) 전 세계적으로 처음으로 확산 태양 방사선 시계열이 포함되어 장소에서 태양 방사선 기후의 범위에 검사되었습니다.

ITA 방법은 글로벌 및 확산 된 월간 평균 값 모두에 적용되었습니다. 전 세계 방사선은 1992-2017 년 동안 모든 스카이 조건에서 비 모노 론적 경향을 보여 주었다 (All f 카테고리); 그럼에도 불구하고, ITA 분석은 전반적인 추세를 +0.11 (추세 없음)을 제공했습니다. 오해의 연간 평균 전 세계 방사선 값에 선형 회귀를 적용함으로써, +0.41%/10 년 (또는 +1.50 WM/10 년) 추세가 발견되었습니다. 이 결과는이 작업에서 조사 된 것을 포함하는 기간에 주로 유럽을 통해 수행 된 다른 유사한 연구의 결과와 비교되었습니다.

ITA 방법의 반복 된 월간 평균 확산 방사선 값에 대한 ITA 방법의 반복은 1992-2017 년 기간 동안 중요하고 매우 중요한 부정적인 경향을 가진 비 단위 변화를 보여 주었다. 실제로, 전체 추세 지표는 -0.90 (상당히 음의 추세)의 값을 제공했습니다. 선형 회귀에 맞는 선형 회귀는 오른발화 된 연간 확산 방사선 시계열 시계열에 -5.19%/10 년 (또는 ≈-6.93 wm/10 년)을 제공했으며, 이는 국제 문헌에서 확산 방사선 분석과 거의 존재하지 않는 것과 비슷한 결과와 비교할 수없는 결과입니다.

월간 평균 투명한 스카이 ( f 에 대한 ITA 방법 5 범주 만) g 의 값 e 전체적인 d 와 비해 동성이 아닌 경향을 보여 주었다 =+0.43 (약간 긍정적 인 추세). Descentalized g 에 선형 적합 e 연간 값은 +2.36%/10 년 (또는 +9.09 wm/10)의 긍정적 인 추세를 제공했으며, 이는 S. 이탈리아 (+7.90 wm/10)의 값과 비교할 수 있습니다. ITA 방법의 반복은 Destainized Monthly Month d 에 반복됩니다. e 값은 d 와 비 단조 적 추세를 보여 주었다 =-1.18 (매우 부정적인 추세). 시상식 연간 평균 d 에 선형 적합 e 값은 -6.77%/10 년 (또는 -9.27 wm/10)의 추세를 제공했습니다. 1992 년 이후 아테네 위의 맑은 하늘 아래의 확산 방사선 감소는 발칸 반도에 대기 오염과 에어로졸 하중의 감소로 인한 것일 수 있습니다. 모든 하늘의 경우와 마찬가지로, 확산 방사선 분석의 현재 결과는 국제 문헌에서 거의 존재하지 않기 때문에 다른 사람들과 비교할 수 없었습니다.

이러한 결과는 아테네의 태양 방사선 환경 :1992-2017 년의 변형과 경향 인 The Brightening era라는 제목의 기사에 설명되어 있습니다.  이 작품은 아테네 국립 전망대의 Harry Kambezidis가 수행했습니다.

참조 :

• Alexandri, G., Georgoulias, A.K., Meleti, C., Balis, D., Kourtidis, K.A., Sanchez-Lorenzo, A., Trentmann, J., Zanis, P., 2017. 동부 Medernean의 기후 적으로 민감한 지역에 대한 표면 태양의 고해상도 위성 관점. atmos. Res., 188, 107-121, doi :10.1016/j/atmosres.2016.12.015.
• Bais, A., Drosoglou, T., Meleti, C., Tourpali, K., Kouremeti, N., 2013. 1993 년부터 2011 년까지 Thessaloniki (Greece)에서 Surface Shortwave Solar Irradiance의 Canges. int. J. Climatol., 33, 2871-2876, doi :10.1002/joc.3636.
• Boers, R., Brandsma, T., Siebesma, A.P., 2017. 에어로졸과 구름이 네덜란드의 모든 방사선에서 10 년 경향에 미치는 영향 (1966-2015). atmos. 화학 Phys., 17, 8081-8100, doi :10.5194/ACP-17-8081-2017.
• Folini, D., Wild, M., 2011. 유럽의 에어로졸 배출 및 디밍/브라이트닝 :Echam5-Ham을 이용한 민감도 연구. J. Geophys. Res., 116, D21104, doi :10.1029/2011JD016227.
• Kambezidis, H.D., Kaskaoutis, D.G., Kharol, S.K., Moorthy, K.K., Satheesh, S.K., Kalapureddy, M.C.R., Badarinath, K.V.S., Sharma, A.R., Wild, M., 2012. Multi-Decadal Downwave Effection of Mestar Asiat. atmos. Environ., 50, 360-372.
• Kambezidis, H.D., Kaskaoutis, D.G., Kalliampakos, G.K., Rashki, A., Wild, M. 2016. J. Atmos. 태양 광. Phys., 150, 31-46.
• Kazadzis, S., Founda, D., Psiloglou, B.E., Kambezidis, H., Mihalopoulos, N., Sanchez-Lorenzo, A., Meleti, CH., Raptis, P.I., Pierros, F., Nabat, P., 2018. atmos. 물리 Chem., 18, 2395-2411, doi :10.194/acp-18-2395-2018.
• Manara, V., Brunetti, M., Celozzi, A., Maugeri, M., Sanchez-Lorenzo, A., Wild, M., 2016. 균질화 된 All-Sky 및 C에서 이탈리아의 디밍/브라이트닝 탐지; Lear-Sky Surface Radiation Records 및 기본 원인 (1959-2013). atmos. 화학 Phys., 16, 11145-11161, doi :10.5194/acp-16-11145-206.
• Manara, V., Bassi, M., Brunetti, M., Cagnazzi, B., Maugeri, M., 2018. 1990-26 Peidmont 지역 (북서부 이탈리아)에 대한 추세. 이론. 응용 Climatol., 2018 년 5 월 31 일에 온라인으로 게시 :DOI :10.1007/S00704-018-2521-6.
• Nabat, P., Somot, S., Mallet, M., Sanchez-Lorenzo, A., Wild, M., 2014. 1980 년 이후 변화하는 유로-메디 테라 란 기후에 인위적인 황산염 에어로졸의 기여. Geophys. 해안 Lett., 41, doi :10.1002/2014GL060798.
• Norris, J.R., Wild, M., 2007. 관찰 된 구름 덮개, 태양 "디밍"및 태양 "Brightening"에서 유추 된 유럽에 대한 에어로졸 방사 효과의 경향. J. Geophys. Res., 112, D08214, doi :10.1029/2006JD007794.
• Pfeiforth, U., Kothe, S., Müller, R., Trentmann, J., Hollmann, R., Fuchs, P., Werscheck, M., 2017. 표면 방사선 데이터 세트 - Heliostat (Sarah) - Edition 2. Sattelite Appl. 기후 모니터링 시설, doi :10.5676/eum_saf_cm/sarah/v002.
• Sanchez-Lorenzo, A., Enriq rem. Sens. Environ., 189, 108-117, doi :10.1016/j.rse.2016.11.018.
• Wild, M., Trüssel, B., Ohmura, A., Long, C.N., König-Langlo, G., Dutton, 예를 들어, Tsvetkov, A., 2009. 글로벌 디밍 및 브라이트 닝 :2000 이상의 업데이트. J. Geophys. res., 114, d00d13, doi :10.1029/2008jd011382.