Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Mây che thường được đặc trưng bằng các thuật ngữ đơn giản như mây hoặc mây che phủ một phần. Điều này không cung cấp thông tin chính xác để ước tính lượng ánh sáng mặt trời có sẵn cho các nhà máy điện mặt trời. Một phương pháp mới được báo cáo để ước tính các thuộc tính quang học đám mây bằng cách sử dụng dữ liệu từ các vệ tinh được phóng gần đây.
Sản lượng của các hệ thống năng lượng mặt trời phụ thuộc nhiều vào độ che phủ của đám mây. Mặc dù dự báo thời tiết có thể được sử dụng để dự đoán lượng ánh sáng mặt trời đến các bộ thu năng lượng mặt trời trên mặt đất nhưng mây che thường được đặc trưng bằng các thuật ngữ đơn giản, như mây hoặc mây che phủ một phần. Điều này không cung cấp thông tin chính xác để ước tính lượng ánh sáng mặt trời có sẵn cho các nhà máy điện mặt trời.
Trong Tạp chí Năng lượng tái tạo và bền vững (Journal of Renewable and Sustainable Energy) tuần này từ AIP Publishing, một phương pháp mới được báo cáo để ước tính các thuộc tính quang học đám mây bằng cách sử dụng dữ liệu từ các vệ tinh được phóng gần đây. Kỹ thuật mới này được gọi là Ước tính thuộc tính quang học đám mây hay SCOPE.
Vào năm 2016, NASA đã bắt đầu tung ra một thế hệ vệ tinh môi trường hoạt động địa tĩnh mới, dòng GOES-R. Những vệ tinh này chiếm vị trí cố định trên bề mặt Trái đất. Mỗi chiếc đều được trang bị một số thiết bị tinh vi, bao gồm Bộ tạo đường cơ sở tiên tiến, hoặc ABI, có thể phát hiện bức xạ phát ra từ Trái đất ở các bước sóng cụ thể.
Phương pháp SCOPE ước tính ba thuộc tính của các đám mây xác định lượng ánh sáng mặt trời chiếu xuống bề mặt Trái đất. Chiều cao trên cùng của đám mây đầu tiên là độ cao tương ứng với đỉnh của mỗi đám mây. Thứ hai, độ dày của đám mây chỉ đơn giản là sự khác biệt về độ cao giữa đỉnh và đáy của đám mây. Thuộc tính thứ ba là độ sâu quang học của đám mây, một thước đo về cách một đám mây điều chỉnh ánh sáng đi qua nó.
Mây về cơ bản là những khối nước nổi lơ lửng trong không trung. Nước có nhiều dạng như những giọt chất lỏng hoặc tinh thể băng có kích cỡ khác nhau. Những dạng nước khác nhau này hấp thụ ánh sáng với lượng khác nhau, ảnh hưởng đến độ sâu quang học của đám mây.
Lượng ánh sáng hấp thụ cũng phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng. Độ hấp thụ đặc biệt thay đổi đối với ánh sáng trong phạm vi hồng ngoại rộng hơn của phổ nhưng không quá nhiều đối với ánh sáng trong phạm vi nhìn thấy hẹp hơn.
Phương pháp SCOPE ước tính đồng thời độ dày của đám mây, chiều cao trên cùng và độ sâu quang học bằng cách ghép dữ liệu cảm biến ABI từ các vệ tinh GOES-R với một mô hình khí quyển. Hai đầu vào khác của mô hình đến từ các trạm thời tiết trên mặt đất: nhiệt độ môi trường và độ ẩm tương đối ở mặt đất. Chúng được sử dụng để điều chỉnh nhiệt độ và nồng độ khí theo chiều dọc trong mô hình.
Độ chính xác của các thuộc tính quang học đám mây ước tính được đánh giá bằng cách sử dụng một năm dữ liệu từ năm 2018 cho các phép đo được thực hiện tại bảy địa điểm trên mặt đất ở Hoa Kỳ trong cả đêm và ngày trong mọi loại thời tiết và cho phạm vi bao phủ không gian rộng ở 5- khoảng thời gian phút.
SCOPE có thể được sử dụng cả ban ngày và ban đêm với độ chính xác đáng tin cậy. Do đầu ra tần số cao vào ban ngày, SCOPE đặc biệt phù hợp để cung cấp các ước tính thời gian thực chính xác của các thuộc tính quang học đám mây cho các ứng dụng dự báo năng lượng mặt trời.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Viện Vật lý Hoa Kỳ . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :