Оцінка місячних сум прямої та сумарної сонячної радіації на території України в період глобального потепління на початку XXI ст.
DOI:
https://doi.org/10.24028/gj.v47i3.321745Ключові слова:
пряма сонячна радіація, сумарна сонячна радіація, загальна циркуляція атмосфери, регіональна циркуляція атмосфери, глобальне потепління, антициклонічна синоптична ситуація, XXI століттяАнотація
Наведено результати оцінювання сумарної та прямої сонячної радіації в літній сезон над територією України залежно від змін планетарної та регіональної циркуляції атмосфери з початку XXI ст. Оцінювання виконано для періоду з 1991 по 2020 р. на основі даних реаналізу ERA5, який зараз вважається одним із найкращих і є найпоширенішим у світі. Встановлено загальні тенденції щодо збільшення значень сумарної і прямої сонячної радіації над територією України. Виявлене зростання відбувається з 2001 р., що відповідає часу прояву нової регіональної циркуляції атмосфери. Потоки прямої і сумарної сонячної радіації збільшилися в середньому на 100—150 МДж/м2 у другому десятилітті XXI ст. порівняно з останнім десятиліттям XX ст. Показано, що має місце синхронна зміна у часі сумарної та прямої сонячної радіації. Аналіз по окремим літнім місяцям дав змогу виявити, що найменші значення прямої сонячної радіації над територією України спостерігалися у 2001 р., а найбільші — у 2019 р. При цьому різниця місячних сум між цими роками становила 150—170 МДж/м2. У липні найменші значення прямої сонячної радіації спостерігалися у 1997 р., найбільші — у 2012 р. Різниця величини місячних сум є близькою до значень у червні. У серпні найменші значення прямої сонячної радіації спостерігалися у 1997 р., а найбільші — у 2015 та 2018 рр. Різниця між сумами за місяць для цих років є близькою до значень попередніх літніх місяців. Виявлено, що у серпні підвищення сумарної і прямої сонячної радіації хоча і зберігається, як у червні та липні, проте їх значення для цього місяця вже є нижчими відносно значень двох попередніх місяців. Загалом збільшення прямої сонячної радіації над територією України визначається новими особливостями перебігу синоптичних процесів зі стійким антициклональним характером, які зумовлюють безхмарну чи малохмарну, спекотну, без опадів погоду.
Посилання
Kykhtenko, Ya.V., & Tymofieiev, V.Ie. (2022). Comparison of satellite and terrestrial data of observations of sunshine duration on the example of the territory of Ukraine. Hidrolohiia, hidrokhimiia i hidroekolohiia, (3), 117—127. https://doi.org/10.17721/2306-5680.2022.3.9 (in Ukrainian).
Lipinskyi, V.M., Diachuk, V.A., & Babichenko, V.M. (2003). Climate of Ukraine. Kyiv: Raevsky Publ. House, 344 p. (in Ukrainian).
Martazinova, V.F. (2022). Floating analog method for long-term weather forecast. Odesa: Helvetica, 127 p. (in Ukrainian).
Martazinova, V.F., Horodetska, N.S., Rybchenko, L.S., Savchuk, S.V., Hrebeniuk, N.P., & Tatarchuk, O.H. (2022). Features of the temperature and humidity regime of the territory of Ukraine since the beginning of the 21st century under the influence of changes in large-scale atmospheric circulation. Meteorology. Hydrology. Environmental Monitoring, (2), 22—34 (in Ukrainian).
Martazinova, V., Stavnichuk, V., & Korniienko, Ye. (2023). Modern climate changes in western Ukraine since the beginning of the 21st century. Odesa: Helvetica, 80 p. (in Ukrainian).
Rybchenko, L.S., & Revera, T.O. (2007). Total solar radiation and subsurface albedo in Ukraine. Nauk. Pratsi UkrNDHMI, (256), 99—112 (in Ukrainian).
Rybchenko, L.S., & Savchuk, S.V. (2022). Determination of changes in the component radiation regime of solar radiation for 1991-2020 years in relation to 1961-1990 years in Ukraine. Hidrolohiia, Hidrokhimiia i Hidroekolohiia, (3), 96—104. https://doi.org/10.17721/2306-5680.2022.3.7 (in Ukrainian).
Shpyg, V.M., & Kykhtenko, Ya.V. (2023). Multi-year course of total solar radiation in the city of Kherson. Materials of the VI Int. Sci. and Pract. Conf. «Ecological condition of the Environment and Rational Nature Management in the Context of Sustainable Development» (pp. 203—206). Odesa: Oldi+ (in Ukrainian).
Cano, D., Monget, J., Albuisson, M., Guillard, H., Regas, N., & Wald, L. (1986). A method for the determination of the global solar radiation from meteorological satellite data. Solar Energy Journal, 37(1), 31—39. https://doi.org/10.1016/0038-092x(86)90104-0.
Chiacchio, M., & Wild, M. (2010). Influence of NAO and clouds on long-term seasonal variations of surface solar radiation in Europe. Journal of Geophysical Research, 115(D10), 17. https://doi.org/10.1029/2009JD012182.
Chakraborty, T., & Lee, X. (2021). Large Differences in Diffuse Solar Radiation among Current-Generation Reanalysis and Satellite-Derived Products. Journal of Climate, 34(16), 6635—650. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-20-0979.s1.
Correa, L., Folini, D., Chtirkova, B., & Wild, M. (2024). Causes for decadal trends in surface solar radiation in the alpine region in the 1981—2020 period. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 129(9), 21. https://doi.org/10.1029/2023JD039998.
Cubasch, U., Voss, R., Hegerl, G.C., Waszkewitz, J., & Crowley, T.J. (1997). Simulation of the influence of solar radiation variations on the global climate with an ocean — atmosphere general circulation model. Climate Dynamics Journal, 13, 757—767. https://doi.org/10.1007/s003820050196.
ERA5: data documentation. (2023). Retrieved from https://confluence.ecmwf.int/display/CKB/ERA5%3A+data+documentation.
Gilgen, H., Roesch, A., Wild, M., & Ohmura, A. (2009). Decadal changes in shortwave irradiance at the surface in the period from 1960 to 2000 estimated from Global Energy Balance Archive Data. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 114(D10), 12. https://doi.org/10.1029/2008JD011383.
He, Y., Wang, K., & Feng, F. (2021). Improvement of ERA5 over ERA-Interim in Simulating Surface Incident Solar Radiation throughout China. Journal of Climate, 34(10), 3853—3867. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-20-0300.s1.
Hersbach, H., Bell, B., Berrisford, P., Hirahara, S., Horányi, A., Muñoz-Sabater, J., et al. (2020). The ERA5 global reanalysis. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 146(730), 1999—2049. https://doi.org/10.1002/qj.3803.
Jacobson, M.Z., & Delucchi, M.A. (2011). Providing all global energy with wind, water, and solar power, Part I: Technologies, energy resources, quantities and areas of infrastructure, and materials. Energy Policy, 39(3), 1154—1169. https://doi.org/10.1016/j.enpol.2010.11.040.
Kejna, M., Przybylak, R., & Arazny, A. (2012). The Influence of Cloudiness and Synoptic Situations on the Solar Radiation Balance in the Area of Kaffiøyra (Nw Spitsbergen) in the Summer Seasons 2010 and 2011. Bulletin of Geography. Physical Geography Series, 5, 77—95. https://doi.org/10.2478/v10250-012-0005-6.
Liepert, B.G. (1997). Recent changes in solar radiation under cloudy conditions in Germany. International Journal of Climatology, 17(14), 1581—1593. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-0088(19971130)17:14<1581::AID-JOC214>3.0.CO;2-H.
Loew, A., Andersson, A., Trentmann, J., & Schroder, M. (2016). Assessing Surface Solar Radiation Fluxes in the CMIP Ensembles. Journal of Climate, 29(20), 7231—7246. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-14-00503.1.
Martazinova, V. (2014). Change of the Large-Scale Atmospheric Circulation over the North Hemisphere During 1900—2010. Article-poster. AGU Fall Meeting, 15—19 December 2014, San Francisco, CA, USA.
Martazinova, V. (2005). The Classification of Synoptic Patterns by Method of Analogs. Journal of Environmental Science and Engineering, 7, 61—65.
Martazinova, V., Bakhmutov, V., & Melnyk, G. (2019). Variability of Atmospheric Circulation and Geomagnetic Field in the Northern Hemisphere. Article-poster. AGU Fall Meeting, 9—13 December 2019, San Francisco, CA, USA. https://doi.org/10.1002/essoar.10501262.1.
Martazinova, V., Shpyg, V., & Kykhtenko, Y. (2023). Analysis of solar radiation changes in large cities of Ukraine in the summer period. Book of Abstracts of the International Conference of Young Scientists on Meteorology, Hydrology and Environmental Monitoring (ICYS-MHEM), 21. https://doi.org/10.15407/icys-mhem.2023.021.
Pfeifroth, U., Sanchez-Lorenzo, A., Manara, V., Trentmann, J., & Hollmann, R. (2018). Trends and variability of surface solar radiation in Europe based on surface-and satellite-based data records. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 123(3), 1735—1754. https://doi.org/10.1002/2017JD027418.
Przybylak, R., Svyashchennikov, P.N., Uscka-Kowalkowska, J., & Wyszynski, P. (2020). Solar Radiation in the Arctic during the Early Twentieth-Century Warming (1921—50): Presenting a Compilation of Newly Available Data. Journal of Climate, 34(1), 21—37. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-20-0257.s1.
Schilliger, L., Tetzlaff, A., Bourgeois, Q., Correa, L., & Wild, M. (2024). An investigation on causes of the detected surface solar radiation brightening in Europe using satellite data. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 129(15), 21. https://doi.org/10.1029/2024JD041101.
Slater, A.G. (2016). Surface Solar Radiation in North America: A Comparison of Observations, Reanalyses, Satellite, and Derived Products. Journal of Hydrometeorology, 17(1), 401—420. http://dx.doi.org/10.1175/JHM-D-15-0087.s1.
Stanhill, G., & Cohen, S. (2001). Global dimming: a review of the evidence for a widespread and significant reduction in global radiation with discussion of its probable causes and possible agricultural consequences. Agricultural and Forest Meteorology Journal, 107(4), 255—278. https://doi.org/10.1016/S0168-1923(00)00241-0.
Tavolato, C., & Isaksen, L. (2015). On the use of a Huber norm for observation quality control in the ECMWF 4D-Var. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 141, 1514—1527. https://doi.org/10.1002/qj.2440.
Voigt, A., Albern, N., Ceppi, P., Grise, K., Li, Y., & Medeiros, B. (2020). Clouds, radiation, and atmospheric circulation in the present — day climate and under climate change. WIREs Climate Change, 12(2), 22. https://doi.org/10.1002/wcc.694.
Wild, M. (2016). Decadal changes in radiative fluxes at land and ocean surfaces and their relevance for global warming. WIREs Climate Change, 7(1), 91—107. https://doi.org/10.1002/wcc.372.
Wild, M. (2009). Global dimming and brightening: A review. Journal of Geophysical Research, 114(D00D16), 31. http://doi:10.1029/2008JD 011470.
Yang, S., Wang, X.L., & Wild, M. (2019). Causes of Dimming and Brightening in China Inferred from Homogenized Daily Clear-Sky and All-Sky in Situ Surface Solar Radiation Records (1958—2016). Journal of Climate, 32(18), 5901—5913. https://doi.org/10.1175/JCLI-D- 18-0666.1.
Yuan, M., Leirvik, T., & Wild, M. (2021). Global Trends in Downward Surface Solar Radiation from Spatial Interpolated Ground Observations during 1961—2019. Journal of Climate, 34(23), 9501—9521. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-21-0165.s1.
Zatula, V.I., Kyhtenko, Ya.V., Oliinyk, R.V., & Snizhko, S.I. (2021). Evaluation of atmosphere clearness and cloudiness parameters in the southern regions of Ukraine using statistical analysis. Visnyk of V.N. Karazin Kharkiv National University, series «Geology. Geography. Ecology», (55), 159—173. https://doi.org/10.26565/2410-7360-2021-55-12.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Ярослав Кихтенко
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
1. Автори зберігають за собою авторські права на роботу і передають журналу право першої публікації разом з роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати дану роботу з обов'язковим зазначенням авторства даної роботи і посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі .
2. Автори зберігають право укладати окремі, додаткові контрактні угоди на не ексклюзивне поширення версії роботи, опублікованої цим журналом (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
3. Авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховище або на їх персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даними журналом, так як це може привести до продуктивної обговоренню, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивись The Effect of Open Access).
Scimago Journal & Country Rank
