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Improving the McClear model estimating the downwelling solar radiation at ground level in cloud-free conditions – McClear‑v3
Meteorologische Zeitschrift ( IF 1.2 ) Pub Date : 2019-06-21 , DOI: 10.1127/metz/2019/0946
Benoit Gschwind , Lucien Wald , Philippe Blanc , Mireille Lefèvre , Marion Schroedter-Homscheidt , Antti Arola

The fast McClear clear-sky model estimates the downwelling shortwave direct and diffuse irradiances received at ground level under cloud-free conditions. Several improvements are presented. They focus on the modeling of changes in irradiances with the solar zenithal angle and on a better exploitation of the aerosol properties offered by the Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS). Irradiances from this new version McClear-v3 were compared to 1 min measurements made in cloud-free conditions at 11 stations belonging to the Baseline Surface Radiation Network and being located in various climates. The correlation coefficient ranges between 0.982 and 0.999 for the global irradiance. The bias is positive (overestimation) and ranges between 1 W m −2 (0.1 % of the mean observed irradiance) and 20 W m −2 (3.2 %), with the exception of Barrow in Alaska (18 W m −2). The standard deviation ranges between 16 W m −2 (2.3 %) and 30 W m −2 (3.8 %). The correlation coefficient for the direct irradiance ranges between 0.902 and 0.995. As expected, since the direct in McClear does not comprise any circumsolar contribution, the bias is negative (underestimation) and ranges between 49 W m −2 (7.7 %) and 5 W m −2 (0.7 %), with two exceptions: Sede Boqer (79 W m −2) and Brasilia (13 W m −2). The standard deviation is comprised between 34 W m −2 (5.3 %) and 69 W m −2 (10.7 %). These results are similar to those obtained with McClear version 2. Compared to the latter, McClear-v3 removes several artifacts and its estimates are continuous in space and time.

中文翻译:

改进 McClear 模型,估算无云条件下地面下流太阳辐射 – McClear‑v3

快速麦克利尔晴空模型估计在无云条件下在地面接收到的下流短波直接和漫射辐照度。提出了一些改进。他们专注于模拟太阳天顶角的辐照度变化,以及更好地利用哥白尼大气监测服务 (CAMS) 提供的气溶胶特性。将此新版本 McClear-v3 的辐照度与在无云条件下在属于基线表面辐射网络并位于不同气候下的 11 个站点进行的 1 分钟测量进行了比较。全球辐照度的相关系数介于 0.982 和 0.999 之间。偏差为正(高估),范围在 1 W m -2(平均观察到的辐照度的 0.1 %)和 20 W m -2(3.2 %)之间,除了阿拉斯加的巴罗(18 W m -2)。标准偏差范围在 16 W m -2 (2.3 %) 和 30 W m -2 (3.8 %) 之间。直接辐照度的相关系数介于 0.902 和 0.995 之间。正如预期的那样,由于麦克利尔中的直接不包括任何环太阳贡献,偏差为负(低估),范围在 49 W m -2 (7.7 %) 和 5 W m -2 (0.7 %) 之间,有两个例外:Sede Boqer (79 W m -2) 和巴西利亚 (13 W m -2)。标准偏差包括在 34 W m -2 (5.3 %) 和 69 W m -2 (10.7 %) 之间。这些结果与使用 McClear 版本 2 获得的结果相似。与后者相比,McClear-v3 删除了几个工件,并且它的估计在空间和时间上是连续的。直接辐照度的相关系数介于 0.902 和 0.995 之间。正如预期的那样,由于麦克利尔中的直接不包括任何环太阳贡献,偏差为负(低估),范围在 49 W m -2 (7.7 %) 和 5 W m -2 (0.7 %) 之间,有两个例外:Sede Boqer (79 W m -2) 和巴西利亚 (13 W m -2)。标准偏差包括在 34 W m -2 (5.3 %) 和 69 W m -2 (10.7 %) 之间。这些结果与使用 McClear 版本 2 获得的结果相似。与后者相比,McClear-v3 删除了几个工件,并且它的估计在空间和时间上是连续的。直接辐照度的相关系数介于 0.902 和 0.995 之间。正如预期的那样,由于麦克利尔中的直接不包括任何环太阳贡献,偏差为负(低估),范围在 49 W m -2 (7.7 %) 和 5 W m -2 (0.7 %) 之间,有两个例外:Sede Boqer (79 W m -2) 和巴西利亚 (13 W m -2)。标准偏差包括在 34 W m -2 (5.3 %) 和 69 W m -2 (10.7 %) 之间。这些结果与使用 McClear 版本 2 获得的结果相似。与后者相比,McClear-v3 删除了几个工件,并且它的估计在空间和时间上是连续的。有两个例外:Sede Boqer (79 W m -2) 和巴西利亚 (13 W m -2)。标准偏差包括在 34 W m -2 (5.3 %) 和 69 W m -2 (10.7 %) 之间。这些结果与使用 McClear 版本 2 获得的结果相似。与后者相比,McClear-v3 删除了几个工件,并且它的估计在空间和时间上是连续的。有两个例外:Sede Boqer (79 W m -2) 和巴西利亚 (13 W m -2)。标准偏差包括在 34 W m -2 (5.3 %) 和 69 W m -2 (10.7 %) 之间。这些结果与使用 McClear 版本 2 获得的结果相似。与后者相比,McClear-v3 删除了几个工件,并且它的估计在空间和时间上是连续的。
更新日期:2019-06-21
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