文摘

监测和预测的气候现象是近年来的兴趣,因为它在人们的生活有很大的影响,他们的环境。本文旨在报告每日和每月的太阳辐射的变化,空气温度、相对湿度(RH)和露点在2013年基于气象站的数据位于Damak,尼泊尔。结果表明,在一个晴朗的日子,太阳辐射的变化和RH遵循高斯函数的第一个有上升趋势,第二个有下降的趋势。然而,空气温度满足正弦函数的变化。露点温度显示有些复杂的行为。月度变化的太阳辐射、空气温度和露点显示了类似的模式,降低在冬天和夏天更高。最大太阳辐射(331 Wm²)是观察和最小5月(170 Wm²12月)。空气温度和露点值从6月到9月最高近29°C和25°C,分别。相对湿度(55.4%)的最小值显示4月最干旱的一个月。露点也计算出空气温度和相对湿度的实际阅读使用在线计算器,计算值显示准确的观测值的线性关系。每个月的周日和夜间温度显示,温度差异相对较低(小于10°C)在夏天比在冬天。

1。介绍

监测和预测的气候现象近年来发展;因此,收集了广泛的知识和信息,帮助理解和预测。更重要的是,气候变化对人们的生活有很大的影响和他们的环境1]。受纬度位置,海拔和邻近水体。太阳辐射是研究气候变化的一个重要参数,环境污染、农作物生产、食品工业、水文(2]。即使对太阳能能量转换系统的设计,它需要精确的可用性知识感兴趣的位置(全球太阳辐射3- - - - - -5]。因此,总太阳辐射潜在的设计将是一个关键因素,预测太阳能设备的性能6- - - - - -8]。

温度是衡量物质的热状态,代表了物体的冷热程度。这是一个广泛的测量变量来决定天气的变化,因为它影响或控制天气的其他元素,如露点温度、降水、湿度、云、大气压力(9]。极端温度变化的影响自然生态系统和人类基础设施现在公认比平均值的变化更为重要。气候变化对人类感知的气候也很重要(10]。

相对湿度和露点温度是广泛使用的空气中水分的数量指标(11]。相对湿度是一个敏感的参数,影响电气设备的物理性能,金属、农业和生物产品。它还测量了热不适的个人12]。有许多因素,如露点温度、环境温度和太阳辐射,可以结合影响相对湿度(13]。相对湿度超过80%总是产生不舒服由于溶解的盐的特点在皮肤的表面14],and100%湿度导致闷热的条件。

露点温度是温度,大气中的水蒸气就会凝结成液态水在同一速率它蒸发。它可以因此表示,部分蒸汽压等于部分饱和蒸气压力在露点温度。露点温度是首选,气象学家在相对湿度作为舒适性的指标(15),也用于预测雨,霜,和雾的形成以及雷暴的概率(16]。在低层大气露点大于60°C给予强烈的雷暴的概率(17]。最近的许多研究在温度和太阳辐射趋势进行了世界各地。然而,研究温度和其他参数在当地多尺度也需要考虑到大规模分析可能相当大的气候时空变化趋势(18]。

地面气象站是一个非常可靠和真实的来源产生气候研究的气象数据,然而,它是用来收集数据从不同的时空变异研究。现有文献表明,很少有和有限的研究在尼泊尔东部进行的。可能是由于现有的太阳能数据不足或缺乏研究文化的研究(19]。本研究的目的是为了解释一些气象参数的每日和每月变化如太阳辐射、空气温度、相对湿度、露点Damak,尼泊尔东部城市。

2。材料和方法

2.1。研究区域

Damak位于26°35之间21.28N 26°4458.71N纬度和87°399.40E - 8704310.32E经度尼泊尔东南部Terai地区在海拔130米的海平面。它有一个亚热带季风性气候,夏天的温度从32°C到35°C,冬季的气温从8°C到15°C,和平均年降雨量为270毫米20.]。气象站位于Damak多个校园的前提下成立于2012年。气象站的位置如图1。

2.2。描述的传感器

太阳辐射传感器(日射强度计)是用来确定短波辐射的太阳辐射的光谱范围305 - 2800 nm和辐射范围0 - 2000 W / m²有5%的准确度。+ 1可重复性,余弦响应750天顶角+ 10%,450天顶角和余弦响应+ 4%的敏感性是自定义校准精确到5.00 Wm²/μ和操作环境-40 - 55°C和0到100% RH。同样,另一个传感器是空气温度和相对湿度传感器来确定温度和相对湿度。这是一个数字传感器的温度范围从-40到123.8°C±0.1°C 5 - 40°C和典型的分辨率0.01°C。还措施100%±2%的相对湿度范围在20到80%精度和分辨率的0.5% RH典型和长期稳定 RH /年数字输出可重复性的±0.1%。相对传感器测量方差的电容变化1微米厚的介电聚合物层。这部电影吸收水分子通过金属电极和引起电容变化与相对湿度成正比。所有这些传感器制造的虚拟电子公司,印度。

2.3。数据采集系统

气象站,附有各种传感器检测各种气候参数,和气象站与不同传感器如图2。所有的传感器都附有这个数据记录器自动收集实时数据,调整和数据记录器在半小时内解决一年。的单片机将这些传感器的模拟信号转换为数字格式。为了从气象站收集的数据,我们使用仪器数据航天飞机是一个口袋大小的设备,可以用来和运输气象站的数据下载到电脑,使仪器在连续监测/记录。下载文件保存在.xlsx (Microsoft Excel)格式。

3所示。结果和讨论

全球的瞬时强度太阳辐射、空气温度、相对湿度、露点测量2013年2月09年被描绘在图3。在一个明确而晴朗的日子,太阳辐射的日变化表现出一个中午最大,减少与太阳高度的降低,成为至少在早上和晚上(零)。然而,由于云的存在在阳光的道路,一些违规行为被发现的趋势。那天太阳辐射记录的最大值是696 W / m²正是中午。期间太阳辐射的变化总是在晴朗的天空天24小时跟着高斯适合[21)的调整值为0.9899。同样,太阳辐射的增加或减少趋势几乎是对称的在一个阳光明媚的一天。

每日空气温度的变化如图3 (b)。最高气温出现在下午(1:00-2:00点),这表明,即使是在下午,空气保持净吸收热量。然而,整夜的下午,气温逐渐下降,实际上发生在清晨最值。非线性拟合表明,气温的日变化遵循正弦函数(adj。 )(22)而不是高斯(adj。 ),这是红色的拟合曲线。日出后和日落前,空气温度上升和下降最快的。再次,空气温度所需的时间从最低温度最高温度约8小时,但空气温度所需的时间从最高到最低是15个小时以上。这是由于光线很容易被地球表面吸收转化为热能,但一旦产生的热量,从大气中不轻易逃脱,因为大气中充当毛毯和街区即将离任的辐射。

相对湿度逆相关的空气温度。如果温度升高,相对湿度减少,反之亦然。2月9日,相对湿度变化从35 - 90%在24小时内,如图3 (c)。随着温度的增加,RH逐渐减少,达到最小值在3点左右。此后,RH迅速增加,达到最高的价值与小波动在整个夜晚。RH的变化可以解释如下:在夜间,大气中的水蒸汽存在的质量相对较高,但在较高温度(白天),蒸发速度足够高将水转化为水蒸气,水蒸气的质量存在于大气中给定体积的相对较低;因此,相对湿度也低。空气温度的变化遵循正弦函数而相对湿度是高斯适合[23)的 - - - - - -平差值是0.9607。

露点温度是RH和空气温度的功能。它的变化如图24小时期间3 (d)。当空气温度变化从10到26°C,露点从8到12°C。在早上和晚上,露点是发现价值最低。然而,当天夜间,其价值是相对较高的。

空气温度和相对湿度是两个不同的气候参数的RH大大受气温的影响。给定大气中水蒸气存在的质量,增加空气温度总是减少了RH。有时,RH也受降雨等气候现象的影响,风流,阴天24),他们的总体影响RH可以观察到在图4 (c)。今年1月份最冷的月,RH相对较高,其价值迅速摔倒在4月达到最小值(55.4%)代表最干燥的一个月。RH,后来,逐渐增加,成为在雨季几乎不变。被记录在此期间的最大相对湿度是80%左右。在11月略有下降后,再升至12月达到75%。很明显,高温度和湿度的组合是对人体健康有害的特别是在外面工作的人负责增加中暑的情况下25]。

阳光小时是一个重要因素来确定太阳辐射和空气温度。在加德满都山谷,阳光小时更高(7小时/天)在冬天,premonsoon, postmonsoon季节,至少在雨季(5小时/天)(26]。加德满都山谷的数据代表了整个尼泊尔的一部分,因为它位于尼泊尔的中间部分。

空气温度和太阳辐射的变化显示在数据中4(一)和4 (b)。这项研究由Regmi和Adhikary [26)和Poudyal et al。27)也报道了类似的模式,每月的太阳辐射的变化在加德满都和博卡拉谷Damak我们观察到。特别是在冬季1月,2月,11月,12月,阳光小时高但地球收到最小的太阳辐射由于斜入射的阳光和云光学厚度的低28];因此,温度也低。4月和5月代表premonsoon时期。最高的阳光小时,清晰和阳光灿烂的日子,使地球表面接收的最大premonsoon期间太阳辐射。六月、七月、八月、九月是雨季时期在尼泊尔。在此期间,地球受到较小的太阳辐射而premonsoon时期。主要是由于阳光小时,高降水和云(29日]。然而,在这些时期空气温度保持不变。

平均每月露点的变化表现出图4 (d)。露点的变化遵循同一模式的空气温度和改变从10°C到25°C。露点从一月份的最小值增加,达到最高的价值在6月,7月,8月和9月。最后,它大幅下跌达到第二最小值13.65°C。正如我们所知,露点取决于相对湿度和空气温度但结果揭示,极大地控制空气露点温度,而不是相对湿度。

每月从气象站获得观测值的RH和在线计算显示在图5。观察和在线计算值都是高度相关的。在线计算器估计露点空气温度和相对湿度的输入数据使用的数学关系给出了方程(1)[11]。 在哪里 , ,和 。

调整后的价值就越高 ,更好的是数据点的健身。的价值 和它的adj。 露点的观察和在线计算值告诉我们,99.8%的数据给出了精确的线性关系。从统计的角度来看,我们可以说,测量数据的质量是相关的。

每个月的最大和最小温度估计通过每天的最大和最小温度和计算的平均价值在此期间一个月。图6介绍了重大变化之间的温差为2013年最高和最低的价值。在5月,6月,7月,8月,9月和10月,温差下降低于10°C,这几个月特别代表着温和的气候条件在夏天由于雨和云。观察最低温差只有7月5.97°C。然而,在冬季尤其是前四个月和两个月,周日和夜间温度的差异高于10°C。这是由于在此期间,白天的温度是正常的但夜间温度极低;因此,这些个月代表极端的气候条件。在Damak,总的来说,我们收到温和派和极端的气候条件。

表的相关矩阵1证明有很强的相关性的空气温度和露点与太阳辐射不到1%的显著水平。这是由于气温全球太阳辐射直接相关。所以,增加太阳辐射增加了空气温度。同样,露点还取决于空气温度和相对湿度,并很明显从方程(1)。因此,很明显,露点与太阳辐射显著相关。

4所示。结论

从统计的角度来看,得出的结论是,在一个清晰的和晴朗的日子,太阳辐射的变化和相对湿度符合高斯分布,但空气温度变化是由正弦函数。月度变化模式的太阳辐射、空气温度和露点表明他们有最高价值在夏季和冬季最低。太阳辐射数据也可以用来估计太阳能潜力Damak促进太阳能光伏电池。相关矩阵表明,露点与空气温度显著相关,而非相对湿度。据统计,从气象站观测数据,计算数据在线计算器是高度相关的。 )并给出了实测数据的相关性。之间的温差最大值和最小值显示低的差异(小于10°C)被记录在夏天冬天而超过10°C。相对湿度(55.4%)的最小值是4月的干旱的一个月。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

我要感谢博爱尼泊尔提供金融支持安装自动气象站的前提Damak多个校园和先生Basudev Kafle Mohan Sangroula启动和提供富有成效的对话与博爱尼泊尔在校园里安装它。