研究目的
通过使用气溶胶光学厚度改进无云但高气溶胶负荷条件下的直接法向辐照度反演。
研究成果
修订后的分解模型结合气溶胶光学厚度（AOD）数据后，显著提升了埃及地区无云高气溶胶条件下直接法向辐照度（DNI）的估算精度，偏差和均方根误差均有所降低。当现场测量数据不可获取时，由于CAMS产品具有更精细的时间分辨率，成为AOD数据的最佳替代来源。改进后的模型适用于全天空条件，但在无云场景中的优势最为显著。未来工作应将验证范围扩展至其他区域及天空条件。
研究不足
该研究仅限于气溶胶影响最大的无云条件；虽然建议适用于全天空条件，但尚未充分验证。气溶胶光学厚度（AOD）测量数据并非始终可在现场获取，需依赖分辨率较粗的卫星或模型数据，这可能降低准确性，尤其是在开罗等复杂的城市地区。这些模型属于经验性模型，在未经进一步验证的情况下，可能无法推广至研究区域之外。
1：实验设计与方法选择：
本研究通过引入气溶胶光学厚度（AOD）来测试和改进从全球水平辐照度（G）估算直接法向辐照度（DNI）的分解模型。选取了两个现有模型（Louche等，1991和López等，2000），并基于AOD进行线性修正改进。
2：样本选择与数据来源：
使用埃及三个站点（阿斯旺、开罗、塞得港）的数据，覆盖不同气候和时期（如开罗和阿斯旺为2004-2010年，PSU为2015年）。测量数据包括G、散射辐照度D和DNI。AOD来源包括现场日射强度计推导的β、AERONET太阳光度计、MODIS卫星和CAMS模型输出。
3：实验设备与材料清单：
仪器包括Eppley PSP总辐射表、NIP日射强度计、EKO MS56日射强度计、EKO MS802总辐射表、LSI LASTEM DPA 153总辐射表、太阳跟踪器、数据记录器和光谱太阳光度计。
4：实验流程与操作步骤：
数据按小时采集，质量控制条件为太阳天顶角<85°、Bn>5 W/m2且无云（云量≤2八分度）。AOD从多种来源推导或插值获得。应用模型并通过统计指标（偏差、均方根偏差、R2）进行比较。
5：5°、Bn>5 W/m2且无云（云量≤2八分度）。AOD从多种来源推导或插值获得。应用模型并通过统计指标（偏差、均方根偏差、R2）进行比较。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：统计分析包括计算偏差、均方根偏差（RMSD）和决定系数（R2）。采用线性回归拟合AOD的修正参数。
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Precision Spectral Pyranometer
PSP
Eppley
Measuring global horizontal irradiance (G)
-
Normal Incidence Pyrheliometer
NIP
Eppley
Measuring direct normal irradiance (Bn)
-
Pyrheliometer
MS56
EKO
Measuring direct normal irradiance (Bn)
-
Sun Tracker
22G
EKO
Mounting and tracking the sun for pyrheliometer measurements
-
Pyranometer
MS802
EKO
Measuring diffuse component (D) of solar irradiance
-
Pyranometer
DPA 153
LSI LASTEM
Measuring global horizontal irradiance (G)
-
Spectral Sunphotometer
AERONET
Measuring aerosol optical depth (AOD) at discrete wavelengths
-
Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer
MODIS
NASA
Satellite-based retrieval of AOD at 550 nm
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Copernicus Atmospheric Monitoring Service
CAMS
European Union
Providing modeled AOD at 550 nm every 3 hours with spatial resolution of 0.75°
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