隨著我國(guó)“雙碳”行動(dòng)深入推進(jìn)，太陽(yáng)能已成為可再生能源（850101）規(guī)?；l(fā)展的核心支柱，而地表太陽(yáng)輻射、日照時(shí)數(shù)的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)，正是決定太陽(yáng)能資源開發(fā)效率、電網(wǎng)安全消納的核心前提。
長(zhǎng)期以來(lái)，傳統(tǒng)地面觀測(cè)手段受站點(diǎn)分布稀疏不均、時(shí)空連續(xù)性不足、單一數(shù)據(jù)源偏差等瓶頸制約，難以滿足現(xiàn)代能源（850101）系統(tǒng)對(duì)高精度、精細(xì)化氣象信息的迫切需求。
日前，中國(guó)氣象科學(xué)研究院(以下簡(jiǎn)稱“氣科院”)研究團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)“基于站點(diǎn)和格點(diǎn)的太陽(yáng)能監(jiān)測(cè)技術(shù)”，構(gòu)建起覆蓋全國(guó)的站點(diǎn)—格點(diǎn)雙尺度協(xié)同太陽(yáng)能智能監(jiān)測(cè)體系，打破傳統(tǒng)觀測(cè)的時(shí)空局限，為我國(guó)太陽(yáng)能資源高效開發(fā)、能源（850101）安全穩(wěn)定供應(yīng)筑牢了堅(jiān)實(shí)的氣象科技底座。
重構(gòu)全國(guó)高精度高密度長(zhǎng)時(shí)序日太陽(yáng)總輻射數(shù)據(jù)集
長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)太陽(yáng)總輻射地面觀測(cè)站點(diǎn)不足，且分布稀疏不均，導(dǎo)致缺乏精確的太陽(yáng)總輻射觀測(cè)數(shù)據(jù)和連續(xù)均一的長(zhǎng)時(shí)序歷史數(shù)據(jù)產(chǎn)品，成為制約太陽(yáng)能資源評(píng)估與發(fā)電預(yù)測(cè)的關(guān)鍵瓶頸。
針對(duì)這一痛點(diǎn)，研究團(tuán)隊(duì)依托全國(guó)約2400個(gè)國(guó)家級(jí)地面氣象觀測(cè)站，以氣象要素、時(shí)空信息與太陽(yáng)總輻射的物理關(guān)聯(lián)為切入點(diǎn)，融合多源數(shù)據(jù)與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，構(gòu)建高精度時(shí)空融合機(jī)器學(xué)習(xí)估算模型，并完成全國(guó)所有國(guó)家級(jí)氣象站的太陽(yáng)總輻射高精度估算，建成我國(guó)覆蓋全域的高密度太陽(yáng)總輻射虛擬觀測(cè)網(wǎng)，重構(gòu)全國(guó)高精度高密度長(zhǎng)時(shí)序(1980—2025年)日太陽(yáng)總輻射數(shù)據(jù)集，填補(bǔ)數(shù)據(jù)空白，讓每一個(gè)氣象站點(diǎn)都擁有了完整連續(xù)的太陽(yáng)輻射“檔案”。
融合多源衛(wèi)星數(shù)據(jù)，構(gòu)建高精度日照時(shí)數(shù)格點(diǎn)場(chǎng)
如何融合靜止衛(wèi)星與地面臺(tái)站等多源數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)高精度格點(diǎn)日照時(shí)數(shù)監(jiān)測(cè)，是技術(shù)攻關(guān)的核心。
團(tuán)隊(duì)打通衛(wèi)星遙感、地面觀測(cè)、模式模擬三類數(shù)據(jù)的融合壁壘，整合多源衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，同時(shí)融合全國(guó)地面自動(dòng)氣象站觀測(cè)數(shù)據(jù)，以及歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心第五代大氣再分析數(shù)據(jù)集ERA5，通過物理模型與人工智能（885728）算法的深度耦合，完成逐日、逐小時(shí)日照時(shí)數(shù)的精準(zhǔn)估算，生成空間分辨率達(dá)0.01°的格點(diǎn)化產(chǎn)品，有效填補(bǔ)地面觀測(cè)的空白，顯著提升日照監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的空間覆蓋度和精度。
賦能多元領(lǐng)域應(yīng)用，助力綠色低碳發(fā)展
從技術(shù)突破到業(yè)務(wù)應(yīng)用，從數(shù)據(jù)產(chǎn)品到精準(zhǔn)服務(wù)，基于站點(diǎn)和格點(diǎn)的太陽(yáng)能監(jiān)測(cè)技術(shù)正在多個(gè)領(lǐng)域釋放出顯著的應(yīng)用價(jià)值。
團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、氣科院研究員房世波表示，目前虛擬觀測(cè)產(chǎn)品可按需逐日更新，服務(wù)場(chǎng)景延伸至能源（850101）、農(nóng)業(yè)、城市建設(shè)、氣象科研等多個(gè)領(lǐng)域。
在能源（850101）領(lǐng)域，該技術(shù)可為太陽(yáng)能發(fā)電的選址規(guī)劃、光伏電站調(diào)整運(yùn)行策略和運(yùn)行優(yōu)化提供精確的數(shù)據(jù)支持。高精度的發(fā)電量預(yù)測(cè)，有助于增強(qiáng)電網(wǎng)接納可再生能源（850101）的能力，降低系統(tǒng)運(yùn)行成本，進(jìn)而推動(dòng)能源（850101）氣象關(guān)鍵要素監(jiān)測(cè)技術(shù)的進(jìn)步。
團(tuán)隊(duì)成員、氣科院副研究員曾昭亮表示，該技術(shù)成果也在多領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用價(jià)值。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，高精度的輻射與日照數(shù)據(jù)可為農(nóng)作物生長(zhǎng)周期（883436）管理、種植結(jié)構(gòu)調(diào)整提供科學(xué)依據(jù)，助力精細(xì)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，降低極端天氣對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響；在城市建設(shè)領(lǐng)域，相關(guān)數(shù)據(jù)可支撐綠色建筑采光通風(fēng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、城市熱島效應(yīng)研究，為智慧城市（885378）與低碳城市建設(shè)提供核心數(shù)據(jù)支撐。
據(jù)了解，該技術(shù)目前已形成成熟的技術(shù)體系與可迭代優(yōu)化的人工智能（885728）框架，具備全國(guó)通用的推廣能力。
(作者：羅瀾責(zé)任編輯：張林)
