7/31/2019 Radiatia Solara Si Temperatura Aerului Cu Satelitul SATEL-LIGHT_1

1/19

Stabilirea radiatiei solare prin masurari cu Satelitul de date Satel-Light.

Incepand cu anul 1977, au fost lansati i exploatati de ctre diverse organizatii europene cu obiect deactivitate date meteo-date climatice---organizaii (EUMETSAT...) ase satelii Meteosat.

Un satelit geostationar de tip Meteosat este un satelit situat intr-un avion deasupra ecuatorului, la olongitudine de 0 grade, i la o altitudine de aproape 36000 km. Cu un astfel de satelit se poate observa ojumtate de pmnt i se poate masura radiaia reflectat n trei benzi spectrale: vizibil (ntre 0,5 i 0,9 m),de vapori de ap (ntre 5.7 i 7.1 m) i infra rosu (ntre 10.5 i 12.5 m). Imaginile furnizate de Meteosat au

o rezoluie maxim de 5000 de pixeli x 5000 pixeli in spectrul vizibil, i 2500 de pixeli x 2500 pixeli in altespectre de radiatie.In circa 25 minute Meteosat scaneaza pixel cu pixel suprafata de la Polul Sud la Polul Nord si deci,

la fiecare 30 de minute se genereaza o imagine. De fapt exist o diferen ntre momentul n care esteprodus o imagine prin satelit, i ora la care este masurata prin satelit radiaia reflectata de ctre un punct depe pamant. (ex: dac imaginea este produs la ora 10:00 GMT, un punct care trece prin Gibraltar este vzutla 9:50 GMT, n timp ce un punct care trece prin Sankt Peterburg este vzut la 9:54 GMT).

Modul de lucru al satelitului de date Satel-Light se bazeaz pe achizitia si prelucrarea de imagini 3DMeteosat produse n spectrul vizibil la rezoluie de 2500 pixeli de 2500 de pixeli. Prelucrare imaginiipreluate prin satelit este rezumata n figura de mai jos.

Sunt prelucrate numai punctele din Europa Central i de Vest: 1280 pixeli n longitudine ilatitudine 760 pixeli. Fiecare pixel este un "ptrat" care are n medie 3 pixeli n latitudine de 5 pixeli nlongitudine. Diverse teste au artat c cel mai bun acord ntre datele masurate la sol i baza de date obtinutaprin satelit se produce atunci cand se prelucreaza mai multi pixeli, deorece se compenseaza situaiile deinstabilitate, pentru care sunt disponibile iradieri cu mari variaii pe durata de baleiere completa Nord-Sud dejumtate de or. Rezoluia imaginii este redus si ca urmare a posibilitatilor de achizitie a informatiei pepixeli (un punct de observatie este reprezentat printr-un patrulater cu peste doi pixeli n latitudine ilongitudine: in total suprafata prelucrata contine 640 de pixeli n longitudine de 380 de pixeli n latitudine).

Practice, pentru a observa Europa Central i de Vest se folosesc 241,913 de pixeli. Un pixel acopero suprafa care variaz de la circa 5 km n longitudine la 6 km n latitudine, la o latitudine de 34 N (Africade Nord) si de la circa 5 km n longitudine la16 km n latitudine, la o latitudine de 64 N (Scandinavia).

Singurul parametru calculat direct pe baza imaginii globale preluate de satelit Satel-Lumina

este radiatia orizontala. Toti celali parametri sunt calculati dupa aceea functie de valorile acesteia.

Radiatia globala orizontala este estimat functie de imaginea prin satelit aferenta punctului geografic(exprimat prin coordonate geografice sau pozitionare pe harta sau indicarea statiei meteo, atunci candaceasta exista), folosind conceptul de metoda de Heliosat, propus de Cano et al. n 1986 (Cano, 1986).Aceast metod a fost modificat de ctre Beyer et al., in 1996 (Beyer, 1996) care ulterior a fost imbunatatitapentru a se constitui in support de lucru pentru prelucrarea datelor satelitului amintit.

Metoda Heliosat se bazeaz pe presupunerea c albedoul unei atmosfere tulburi va fi mai mare dectalbedoul oceanului sau suprafetei terestre (acest lucru nu este adevrat, dac terenul este acoperit cu zpad).Astfel, cresterea albedoulului da informatii asupra prezentei acoperirii noroase.

Valoare stabilita pentru punctul dorit depinde de energia radiata de soare n momentul n care acestavede prin satelit punctul. Pentru o estimare corect aceast influen trebuie s fie luata n considerare laaschimbarea valorii albedoului. Prin urmare, valoarea in punctul C (un numr ntreg de la 0 la 255) este

7/31/2019 Radiatia Solara Si Temperatura Aerului Cu Satelitul SATEL-LIGHT_1

2/19

normalizata, respectand inaltimea solara, pentru a obine valoarea a albedoului pentru aria de solcuprinsa in intervalele de pixeli dorite :

Co este determinat astfel incat sa se poata identificasi inregistra iesirea. Metoda de calcul a fost pe deplindescrisa de Hammer, 1998. Aceasta este determinata de suma instrumentelor de iesire la satelit (5) i decontribuie a radiatiei solare difuze. Eesno este radiatia normala extrateresta iars este inaltimea solara.

Apoi, albedoul este folosit pentru a calcula indecele de acoperire cu nori folosind modelul normalizarii.

Indecele de acoperire cu nori ofer o msur de acoperire a cerului. c,albedoul pentru o acoperire cu noricompacta, este obinut pentru cea mai mare valoare . g, albedoul pamantului, este in mod frecvent ceamai mica valoare dintr-o lun. Din acest motiv, indecele de acoperire cu nori variaza de obicei, de la 0.0 (acerul senin) la 1.0 (un cer nnorat), si poate atinge uneori valori mai mari sau mai mici decat aceste doulimite.Prezena zpezii crete n mod semnificativ albedoul, fcnd detectarea unui cer senin aproape imposibilaatunci cnd se utilizeaz doar spectrul vizibil. Din pcate, actuala generaie de satelii Meteosat nu ofercanale care ar putea fi utilizate pentru a face distincie ntre zapada si nor acoperit. Valoarea radiatiei solare

pentru aceste situatii va fi subestimat.Pentru valori ale inaltimii solare inferioare la 6 , satelitul radiometru nu poate face diferenta dintre o zonaacoperita cu nori sau neacoperita. Cnd se ntmpl acest lucru, valoarea indicelui de nor la acel moment nueste folosit, este nlocuit de cel mai apropiat index de nori, corespunztoar la o inaltime solara superioaravalorii de 6 . Dac nici unul nu este disponibil n timpul acestei zile (aceasta se poate ntmpla n timpuliernii, la latitudini mari), este utilizat o valoare constant de 0.5 pentru tot parcursul zilei.

Pentru a caracteriza tendinele climatice ale uni site sunt utile statistici privind tipurile de cer. n acest scop,trei tipuri de cer sunt utilizate n Satel-Light: tulbure, intermediar i insorit. Fiecarui tip ii corespunde o seriede valori ale indicelui de innorare. Unui cer tulbure ii corespunde un indice mai mare de 0,6. Unui cer

intermediar ii corespunde un indice intre 0.15 i 0.6. Unui cer insorit corespunde un indice mai mic dect0.15. Aceasta clasificare a fost bazat pe analiza de frecven de distribuie a indicilor de claritate n 5 site-uri de msurtori (Olseth, 1997) i pe relaia dintre inorare/gradul de acoperire cu nori i indicele declaritate.Distribuia de luminanta pe cer.Distribuia de luminanta este esenial pentru a evalua performana sistemelor de iluminat. Cele mai multecladiri de tind s fie verticale, cel puin pentru rezidentiale si cladiri de birouri. Vertical ferestrele verticaleprimesc lumina de la zona cereasca non-zenitala. Aceasta conduce la o mare sensibilitate la iluminarespecifica de la seciunea din cer vzut de la interiorul cldirii. Acest iluminare se poate modifica rapid nfuncie de tipul cerului i inaltimea solara a acestuia. Ideal este sa dispunem de informaii obinute din or nor sau chiar din jumtate in jumatate de or pentru lumnanta cereasca. Acest lucru poate fi generat cu Satel-

Lumina.Distribuia de luminanta se realizeaza pe baza modelului de distributie ASRC-CIE Perez (Perez, 1990).(vezi si studiile anterioare :Perez, 1993 i Ineichen, 1994), cerul luminance model de distribuie (Perez,1990). Acest model este o combinaie de patru modele: (1) cerul senin standard CIE (CIE, 1996), (2), cer cuturbulente mari (CIE, 1996), (3) un model realist, intermediar propus de Nakamura (Nakamura, 1985) i (4)standard CIE cer acoperit de nori (CIE, 1996). Interpolarea liniar ntre cele patru modele este o funcie decondiiile de cer. Figura de mai jos d o idee de distribuie a luminantei pe cer propusa ctre fiecare din celepatru modele (inaltime solara: 30 , azimut solar: 180 ).

7/31/2019 Radiatia Solara Si Temperatura Aerului Cu Satelitul SATEL-LIGHT_1

3/19

Serverul produce la fiecare jumatate de ora, media luminantei ceresti in 13 zone de pe cer. Aceasta dividerea cerului n 13 de zone (vezi figura de mai jos) este minimul necesar pentru a lua n consideraredirectionarea de lumina (Dumortier, 1995). Bolta cereasca este pentru inceput divizata in divizat n 835 decelule identice sub un unghi solid (sr 0.0075). Luminanta in centrul fiecarei celule este calculat folosindASRC CIE Perez-model. Apoi luminanta din fiecare celula vizate de o zon este folosit pentru a calcula ratamedie a luminantei din zon.

O caracteristic important a serverului Satel-Lumina este de a furniza informaii utiliznd ceasul timpului(timp utilizat ntr-o ar, sau o parte dintr-o ar). n acest fel, se poate studia performana unui sistem deenergie solara pentru orelele n care este utilizat (de exemplu ore de lucru).

Timpul este, de obicei, exprimat relativ la Greenwich Meridian Time (GMT) folosit n Regatul Unit (GMT3 nseamn mai mult de trei or GMT). Pmntul este mprit n 24 de zone detimp, fiecare avnd o lime de 15 longitudine i centrat pe o longitudine dereferin: pentru GMT 0 , 15 E pentru GMT 1, 30 E pentru GMT 2 i aa maideparte. Zona ora 1 GMT se extinde de la o longitudine de 7,5 E la 22.5 E.Timpul utilizat ntr-o ar nu corespund ntotdeauna cu fusul orar (Spania utilizeazGMT 1, n timp ce se afl n zona de GMT). Satelitul ia in consideratie sischimbarea reperelor de timp iarna-vara.Pentru Romania:

- -- -Romania-GMT+2-Yes (GMT+3)

Hrile folosite de server se bazeaz pe un produs comercial numit Hri de nalt rezolutie pentru Munte(Mountain High Maps -MHM) (from Digital Wisdom Incorporated ). Acest produs a fost selectat pentru c ofersolutii foarte bune de citire a hartilor. Cu toate acestea, aceasta nu este un sistem informaic geografic (GIS).Prin urmare, hrile originale MHM au fost verificate i modificate, atunci cnd a fost necesar, de a facereprezenta toate caracteristicile lor (graniele rii, orae, ruri ...) cu respectarea stricta a proieciei. Oproiecie inversa este utilizata pentru a stabili corespondena dintre orice punct de pe hart i un pixel deimagine de satelit. Pentru mai multe informaii a se vedea cartea: Harti Prognoza, Manual, de Bugayevskiy

http://www.mountainhighmap.com/http://www.mountainhighmap.com/

7/31/2019 Radiatia Solara Si Temperatura Aerului Cu Satelitul SATEL-LIGHT_1

4/19

LM i Snyder JP (Taylor i Francis editori, 1995).

Serverul Satel Lumina genereaza harti pentru toate Europa (denumit zona Z), sau pentru oricare din cele 13zone din Europa. n tabelul de mai jos se prezint fiecare din aceste hri, dimensiunea sa, utiliznd formatulde fiier GIF, tipul de proiecie folosit permitand generarea de harti si pentru rile acoperite n ntregime depe hart.Un clic pe pictogramele ofer o dimensiune complet GIF fiecare versiune de harta. O harta este de 500pixeli i se potrivete pe o pagin A4. O zon de tip imagine nereglementata de satelit se afieaz n gri ieste subliniata de un albastru de frontier. Coordonatele i numele oraelor afiate pe hri corespund exactcu cele disponibile la noi in bazele de date.

Satel-Lumina permite generarea de informaii cu privire la nivelurile de iluminat interior, pentru site-ulselectat. Este pentru prima dat cand se poate stabili usor considerarea influenei climei n ziualumina.Modul de calcul este de rezumate mai jos (DDFs sunt exprimate n% i luminanta n kcd/m2). Direcionarealuminei zilei depinde de factori de la punctul de camera, de pe cer i de pe zona de studiu de caz. Ei au fostpre-calculati cu programul de simulare dupa Genelux-Web.

Informaii cu privire la rata de penetrare de lumina soarelui de pe avion de lucru este, de asemenea,disponibile n Satel-Lumina.

7/31/2019 Radiatia Solara Si Temperatura Aerului Cu Satelitul SATEL-LIGHT_1

5/19

7/31/2019 Radiatia Solara Si Temperatura Aerului Cu Satelitul SATEL-LIGHT_1

6/19

7/31/2019 Radiatia Solara Si Temperatura Aerului Cu Satelitul SATEL-LIGHT_1

7/19

7/31/2019 Radiatia Solara Si Temperatura Aerului Cu Satelitul SATEL-LIGHT_1

8/19

7/31/2019 Radiatia Solara Si Temperatura Aerului Cu Satelitul SATEL-LIGHT_1

9/19

7/31/2019 Radiatia Solara Si Temperatura Aerului Cu Satelitul SATEL-LIGHT_1

10/19

7/31/2019 Radiatia Solara Si Temperatura Aerului Cu Satelitul SATEL-LIGHT_1

11/19

7/31/2019 Radiatia Solara Si Temperatura Aerului Cu Satelitul SATEL-LIGHT_1

12/19

7/31/2019 Radiatia Solara Si Temperatura Aerului Cu Satelitul SATEL-LIGHT_1

13/19

7/31/2019 Radiatia Solara Si Temperatura Aerului Cu Satelitul SATEL-LIGHT_1

14/19

7/31/2019 Radiatia Solara Si Temperatura Aerului Cu Satelitul SATEL-LIGHT_1

15/19

http://www.satel-light.com/pub/Cotorobai_Victoria11242008190545/gif/Yded96.jpg

http://www.satel-light.com/pub/Cotorobai_Victoria11242008190545/gif/Yded96.jpghttp://www.satel-light.com/pub/Cotorobai_Victoria11242008190545/gif/Yded96.jpg

7/31/2019 Radiatia Solara Si Temperatura Aerului Cu Satelitul SATEL-LIGHT_1

16/19

7/31/2019 Radiatia Solara Si Temperatura Aerului Cu Satelitul SATEL-LIGHT_1

17/19

7/31/2019 Radiatia Solara Si Temperatura Aerului Cu Satelitul SATEL-LIGHT_1

18/19

7/31/2019 Radiatia Solara Si Temperatura Aerului Cu Satelitul SATEL-LIGHT_1

19/19