Αποτίμηση των διαφορών στις φασματικές εκτιμήσεις μοντέλου διάδοσης της ηλιακής ακτινοβολίας σε διαφορετικές ατμοσφαιρικές συνθήκες
Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται το ζήτημα της αποτίμησης των διαφορών στις φασματικές εκτιμήσεις μοντέλου διάδοσης της ηλιακής ακτινοβολίας σε διαφορετικές ατμοσφαιρικές συνθήκες. Για να γίνει καλύτερα κατανοητό αυτό, θα προσπαθήσουμε να ερμηνεύσουμε και να συγκρίνουμε τα αποτελέσματα απ...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2020
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/13221 |
| id |
nemertes-10889-13221 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Ατμόσφαιρα Ηλιακή ακτινοβολία Atmosphere Solar radiation |
| spellingShingle |
Ατμόσφαιρα Ηλιακή ακτινοβολία Atmosphere Solar radiation Γεωργάτου, Θεοδώρα Αποτίμηση των διαφορών στις φασματικές εκτιμήσεις μοντέλου διάδοσης της ηλιακής ακτινοβολίας σε διαφορετικές ατμοσφαιρικές συνθήκες |
| description |
Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται το ζήτημα της αποτίμησης των διαφορών στις φασματικές εκτιμήσεις μοντέλου διάδοσης της ηλιακής ακτινοβολίας σε διαφορετικές ατμοσφαιρικές συνθήκες. Για να γίνει καλύτερα κατανοητό αυτό, θα προσπαθήσουμε να ερμηνεύσουμε και να συγκρίνουμε τα αποτελέσματα από μοντέλο πρόγνωσης της φασματικής ηλιακής ακτινοβολίας στην ατμόσφαιρα, προκείμενου να διαπιστώσουμε κατά πόσο τα αποτελέσματα αυτά προσεγγίζουν και επαληθεύονται από την διδαχθείσα θεωρία του μεταπτυχιακού προγράμματος «Εφαρμοσμένη Μετεωρολογία και Φυσική Περιβάλλοντος».
Στο πρώτο κεφάλαιο της εργασίας γίνεται αναφορά στο ατμοσφαιρικό περιβάλλον, την ηλιακή ακτινοβολία, καθώς και την αλληλεπίδραση του συστήματος ηλιακής ακτινοβολίας - ατμόσφαιρας. Παρουσιάζονται οι κύριοι παράγοντες εξασθένισης της μικρού μήκους ακτινοβολίας και οι μηχανισμοί που αυτοί δρουν πάνω της. Τέλος, γίνεται αναφορά στο φυσικό φαινόμενο του θερμοκηπίου και στο ισοζύγιο ενεργείας των ροών της ηλιακής ακτινοβολίας στην ατμόσφαιρα.
Στην συνέχεια, στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζεται το μοντέλο, που χρησιμοποιήσαμε για την έρευνά μας. Το μοντέλο αυτό ονομάζεται μοντέλο του Bird ή αλλιώς SPCTRL2. Αυτό είναι ένα απλοποιημένο μοντέλο για την πρόβλεψη της ηλιακής ακτινοβολίας υπό ανέφελο ουρανό. Επιπρόσθετα, θα δούμε τις βασικές εξισώσεις, οι οποίες υπάρχουν στον κώδικα του μοντέλου και τι αντιπροσωπεύει ποιοτικά ο κάθε όρος των εξισώσεων. Σε άλλη παράγραφο του κεφαλαίου αυτού γίνεται σύντομη αναφορά στο μοντέλο της Libradtran, μοντέλο το οποίο θα χρησιμοποιήσουμε ως αναφορά για να βγάλουμε ασφαλή συμπεράσματα για την απόδοση του SPCTRL2.
Στο τρίτο κεφάλαιο θα δούμε κάποια αποτελέσματα δημοσιεύσεων από την μέχρι τώρα μελέτη γύρω από το μοντέλο αυτό και τα συμπεράσματα που έχουν εξαχθεί.
Στο τέταρτο κεφάλαιο, παρουσιάζονται δεδομένα για διάφορες ατμοσφαιρικές παραμέτρους. Για την καλύτερη κατανόηση του σημαντικού ρόλου που αυτοί οι παράμετροι παίζουν στην διάδοση της ακτινοβολίας μέσα στην ατμόσφαιρα υπό ανέφελο ουρανό, παρατίθενται τα αποτελέσματα των μέσων μηνιαίων τιμών και οι γραφικές παραστάσεις αυτών ύστερα από επεξεργασία τους στο προγραμματιστικό περιβάλλον Rstudio.
Το πέμπτο κεφάλαιο της παρούσας εργασίας αναλύει την μέθοδο και τα βήματα που ακολουθήσαμε προκειμένου να βγάλουμε εις περάς το ερευνητικό μας κομμάτι. Εκεί υπάρχουν όλες οι γραφικές και η ανάλυση τους, όπως προέκυψαν από τα αποτελέσματα του κώδικα, που γράφτηκε για την επεξεργασία των δεδομένων, που μας δόθηκαν.
Στο τελευταίο κεφάλαιο πια παρουσιάζουμε τα συμπεράσματα, που προέκυψαν από την παραπάνω ανάλυση με στατιστική επιχειρηματολογία. |
| author2 |
Καζαντζίδης, Ανδρέας |
| author_facet |
Καζαντζίδης, Ανδρέας Γεωργάτου, Θεοδώρα |
| format |
Thesis |
| author |
Γεωργάτου, Θεοδώρα |
| author_sort |
Γεωργάτου, Θεοδώρα |
| title |
Αποτίμηση των διαφορών στις φασματικές εκτιμήσεις μοντέλου διάδοσης της ηλιακής ακτινοβολίας σε διαφορετικές ατμοσφαιρικές συνθήκες |
| title_short |
Αποτίμηση των διαφορών στις φασματικές εκτιμήσεις μοντέλου διάδοσης της ηλιακής ακτινοβολίας σε διαφορετικές ατμοσφαιρικές συνθήκες |
| title_full |
Αποτίμηση των διαφορών στις φασματικές εκτιμήσεις μοντέλου διάδοσης της ηλιακής ακτινοβολίας σε διαφορετικές ατμοσφαιρικές συνθήκες |
| title_fullStr |
Αποτίμηση των διαφορών στις φασματικές εκτιμήσεις μοντέλου διάδοσης της ηλιακής ακτινοβολίας σε διαφορετικές ατμοσφαιρικές συνθήκες |
| title_full_unstemmed |
Αποτίμηση των διαφορών στις φασματικές εκτιμήσεις μοντέλου διάδοσης της ηλιακής ακτινοβολίας σε διαφορετικές ατμοσφαιρικές συνθήκες |
| title_sort |
αποτίμηση των διαφορών στις φασματικές εκτιμήσεις μοντέλου διάδοσης της ηλιακής ακτινοβολίας σε διαφορετικές ατμοσφαιρικές συνθήκες |
| publishDate |
2020 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/13221 |
| work_keys_str_mv |
AT geōrgatoutheodōra apotimēsētōndiaphorōnstisphasmatikesektimēseismonteloudiadosēstēsēliakēsaktinoboliassediaphoretikesatmosphairikessynthēkes AT geōrgatoutheodōra evaluationofdifferencesinspectralestimatesofamodelofthepropagationofsolarradiationunderdifferentatmosphericconditions |
| _version_ |
1771297149771841536 |
| spelling |
nemertes-10889-132212022-09-05T05:37:35Z Αποτίμηση των διαφορών στις φασματικές εκτιμήσεις μοντέλου διάδοσης της ηλιακής ακτινοβολίας σε διαφορετικές ατμοσφαιρικές συνθήκες Evaluation of differences in spectral estimates of a model of the propagation of solar radiation under different atmospheric conditions Γεωργάτου, Θεοδώρα Καζαντζίδης, Ανδρέας Καζαντζίδης, Ανδρέας Αργυρίου, Αθανάσιος Κιουτσιούκης, Ιωάννης Georgatou, Theodora Ατμόσφαιρα Ηλιακή ακτινοβολία Atmosphere Solar radiation Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται το ζήτημα της αποτίμησης των διαφορών στις φασματικές εκτιμήσεις μοντέλου διάδοσης της ηλιακής ακτινοβολίας σε διαφορετικές ατμοσφαιρικές συνθήκες. Για να γίνει καλύτερα κατανοητό αυτό, θα προσπαθήσουμε να ερμηνεύσουμε και να συγκρίνουμε τα αποτελέσματα από μοντέλο πρόγνωσης της φασματικής ηλιακής ακτινοβολίας στην ατμόσφαιρα, προκείμενου να διαπιστώσουμε κατά πόσο τα αποτελέσματα αυτά προσεγγίζουν και επαληθεύονται από την διδαχθείσα θεωρία του μεταπτυχιακού προγράμματος «Εφαρμοσμένη Μετεωρολογία και Φυσική Περιβάλλοντος». Στο πρώτο κεφάλαιο της εργασίας γίνεται αναφορά στο ατμοσφαιρικό περιβάλλον, την ηλιακή ακτινοβολία, καθώς και την αλληλεπίδραση του συστήματος ηλιακής ακτινοβολίας - ατμόσφαιρας. Παρουσιάζονται οι κύριοι παράγοντες εξασθένισης της μικρού μήκους ακτινοβολίας και οι μηχανισμοί που αυτοί δρουν πάνω της. Τέλος, γίνεται αναφορά στο φυσικό φαινόμενο του θερμοκηπίου και στο ισοζύγιο ενεργείας των ροών της ηλιακής ακτινοβολίας στην ατμόσφαιρα. Στην συνέχεια, στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζεται το μοντέλο, που χρησιμοποιήσαμε για την έρευνά μας. Το μοντέλο αυτό ονομάζεται μοντέλο του Bird ή αλλιώς SPCTRL2. Αυτό είναι ένα απλοποιημένο μοντέλο για την πρόβλεψη της ηλιακής ακτινοβολίας υπό ανέφελο ουρανό. Επιπρόσθετα, θα δούμε τις βασικές εξισώσεις, οι οποίες υπάρχουν στον κώδικα του μοντέλου και τι αντιπροσωπεύει ποιοτικά ο κάθε όρος των εξισώσεων. Σε άλλη παράγραφο του κεφαλαίου αυτού γίνεται σύντομη αναφορά στο μοντέλο της Libradtran, μοντέλο το οποίο θα χρησιμοποιήσουμε ως αναφορά για να βγάλουμε ασφαλή συμπεράσματα για την απόδοση του SPCTRL2. Στο τρίτο κεφάλαιο θα δούμε κάποια αποτελέσματα δημοσιεύσεων από την μέχρι τώρα μελέτη γύρω από το μοντέλο αυτό και τα συμπεράσματα που έχουν εξαχθεί. Στο τέταρτο κεφάλαιο, παρουσιάζονται δεδομένα για διάφορες ατμοσφαιρικές παραμέτρους. Για την καλύτερη κατανόηση του σημαντικού ρόλου που αυτοί οι παράμετροι παίζουν στην διάδοση της ακτινοβολίας μέσα στην ατμόσφαιρα υπό ανέφελο ουρανό, παρατίθενται τα αποτελέσματα των μέσων μηνιαίων τιμών και οι γραφικές παραστάσεις αυτών ύστερα από επεξεργασία τους στο προγραμματιστικό περιβάλλον Rstudio. Το πέμπτο κεφάλαιο της παρούσας εργασίας αναλύει την μέθοδο και τα βήματα που ακολουθήσαμε προκειμένου να βγάλουμε εις περάς το ερευνητικό μας κομμάτι. Εκεί υπάρχουν όλες οι γραφικές και η ανάλυση τους, όπως προέκυψαν από τα αποτελέσματα του κώδικα, που γράφτηκε για την επεξεργασία των δεδομένων, που μας δόθηκαν. Στο τελευταίο κεφάλαιο πια παρουσιάζουμε τα συμπεράσματα, που προέκυψαν από την παραπάνω ανάλυση με στατιστική επιχειρηματολογία. This diploma thesis deals with the question of the assessment of differences in the spectral estimations of the patterns of propagation of solar radiation under different atmospheric conditions. In order to better understand this, we will try to interpret and compare the results of the spectral solar radiation model in the atmosphere, in order to find out whether these results are approximated and verified by analytical radiative transfer theory. In the first chapter, reference is made to the atmospheric environment and solar radiation, as well as the interaction between the solar radiation and the atmosphere. Here, the main factors that weaken the shortwave radiation and the mechanisms that they act on it are presented. Finally, the natural phenomenon of the greenhouse and the global average energy budget is referenced. In the second chapter, the model that we used for our research is presented. This model is known as the Bird model or SPCTRL2. This is a simplified model of clear sky for solar radiation. In addition, we will look at the basic equations that exist in the model code and what qualifies each equations term. In the third chapter we will see some results from relevant publications to this study as well the conclusions that have been drawn. In the fourth chapter, data of different atmospheric parameters are presented. To better understand the important role that these parameters play in the propagation of the solar radiation into the atmosphere under clear skies, the results of the monthly averages and their graphs are presented after processing in the Rstudio programming environment. The fifth chapter of this thesis analyzes the method and steps we have taken for our research. All the graphics and their analysis as they came from the results of the written code for data processing are given, for a period of one year, for every day and hour on every point of the Earth. In the last chapter we present the conclusions drawn from the above analysis with statistical argumentation. 2020-02-27T20:21:04Z 2020-02-27T20:21:04Z 2020-02-11 Thesis http://hdl.handle.net/10889/13221 gr 0 application/pdf |
