“浮云”阻礙光伏發(fā)展

　　俗話說：七月八月看巧云。陰歷的七八月，天高云淡，空中常掛滿了千姿百態(tài)的云朵。有些細(xì)心的人發(fā)現(xiàn)，比起從前，現(xiàn)在的云好像增多了。果然如此嗎？

　　天上云量如何測(cè)算衛(wèi)星云圖和地面觀測(cè)相結(jié)合

　　云不僅僅是可以用來欣賞的，還是我們“識(shí)天”的好工具。自古以來，勞動(dòng)人民在生產(chǎn)、生活的實(shí)踐中，積累了很多“出門看天氣”的寶貴經(jīng)驗(yàn)。所謂“看天”，其實(shí)主要是看云。

　　我國(guó)關(guān)于云與天氣變化的記載，可以追溯到殷商時(shí)期。在河南挖掘出的甲骨文中就有“冬云自南，雨”的卜辭。此外，老百姓通過長(zhǎng)時(shí)間觀察云和天氣，留下了很多相關(guān)諺語，例如“低云不走，大雨淋頭”、“朝霞不出門，晚霞行千里”等。

　　云是懸浮在大氣中的小水滴、過冷水滴、冰晶或它們的混合物組成的可見聚合體，有時(shí)候也包含一些較大的雨滴、冰粒和雪晶。云塊占據(jù)天空的面積就是云量，計(jì)算單位為“成”，云是一種重要的天氣現(xiàn)象，云在天氣和氣候及全球變化中起到十分重要的作用。它在氣候系統(tǒng)中最主要的作用之一就是調(diào)節(jié)地氣系統(tǒng)的輻射能量平衡。同時(shí)，云的外形特征和云量大小，可以清楚地反映出當(dāng)前的大氣環(huán)流和天氣狀況，因此云是重要的氣象觀測(cè)要素之一。

　　隨著科技的發(fā)展，氣象上的很多觀測(cè)項(xiàng)目已經(jīng)改為自動(dòng)化或半自動(dòng)化。而當(dāng)前云的觀測(cè)既有氣象衛(wèi)星提供的衛(wèi)星云圖，也有由地面氣象觀測(cè)員定時(shí)進(jìn)行的人工觀測(cè)。這是因?yàn)?，衛(wèi)星云圖可以清楚地反映出較大范圍內(nèi)云的分布和演變，而地面氣象站云的觀測(cè)報(bào)告則是各地天空中的云和天氣狀況的詳細(xì)記載，兩者相輔相成。

　　地面氣象站觀測(cè)云時(shí)，一般選擇在能看到全部天空及地平線的開闊地點(diǎn)或平臺(tái)。當(dāng)天空部分為障礙物(如山、房屋等)遮蔽時(shí)，云量應(yīng)從未被遮蔽的天空部分中估計(jì)，如果一部分天空為降水所遮蔽，這部分天空應(yīng)作為被產(chǎn)生降水的云所遮蔽來看待。此外，如果觀測(cè)時(shí)陽光較強(qiáng)，還需戴上黑色(或暗色)眼鏡遮擋。

　　我們通常將整個(gè)天空劃分為10等份，云量是指天空被云遮蔽的份數(shù)，記整數(shù)，共有0-10個(gè)等級(jí)。當(dāng)全天無云時(shí)，云量為“0”；天空完全為云所遮蔽，記“10”，云遮蓋天空一半時(shí)，云量為“5”(就是50%)，以此類推。云量還分為總云量和低云量?jī)煞N，總云量指觀測(cè)天空被所有云遮蔽的總成數(shù)，低云量則指天空被低云族的云所遮蔽的成數(shù)。當(dāng)雪、霧、輕霧使天空的云量無法辨明或不能完全辨明時(shí)，總、低云量記10；可完全辨明時(shí)，按正常情況記錄。因霾、浮塵、沙塵暴、揚(yáng)沙等視程障礙現(xiàn)象使天空云量全部或部分不能辨明時(shí)，總、低云量記“－”，若能完全辨明時(shí)，則按正常情況記錄。

　　我們經(jīng)常使用的天氣預(yù)報(bào)中提到的晴、少云、多云和陰，就是根據(jù)云量的多少劃分的。天空無云，或者總云量少于1成，則為“晴天”，總云量1-3成為“少云”；3-7成為“多云”，當(dāng)云量在8成以上時(shí)則是“陰天”。

　　我國(guó)云量南多北少夏季常“濃云密布”

　　在全球范圍內(nèi)，天空中平均總云量約為67%，不過它的分布是非常不均勻的。全球總云量隨緯度和海陸的變化有較大差異。一般來說，云量在海洋地區(qū)高于陸地地區(qū)。由赤道至兩極附近，云量的分布有三個(gè)峰值帶，一個(gè)位于赤道附近，另外兩個(gè)分別位于南北緯60°附近，云量可達(dá)到90%。赤道地區(qū)云量之所以多，是因?yàn)樵摰貐^(qū)接收到的太陽輻射能量最多，水汽充分，垂直氣流發(fā)展旺盛。在南北回歸線附近，云量又出現(xiàn)低值區(qū)，因?yàn)檫@個(gè)區(qū)域處在環(huán)流的下流區(qū)，來自赤道地區(qū)的上升氣流在此下沉，抑制了云的生成。非洲北部、中東、印度西北部、北美洲南部以及中美洲部分地區(qū)、澳大利亞、南美洲以及非洲的南部地區(qū)云量都比較少，只有30%左右。中東和撒哈拉地區(qū)是世界上云量最少的地區(qū)。天空中云量甚至低于10%。

　　相比全球，我國(guó)年平均總云量略微偏少，為61%。由于我國(guó)地域緯度跨越較大，云量在南北的分布差異較大，從南到北呈帶狀分布而減少，緯度越高，云量越少?？傇屏靠臻g分布與我國(guó)氣候環(huán)境相關(guān)，北部地區(qū)氣候干旱、少雨、云量少；南部水汽供應(yīng)充足及受季風(fēng)影響，云量多。同一緯度下，東部云量多于西部。

　　我國(guó)多云區(qū)域主要在西南地區(qū)東部、東北東部、新疆西北部。西南的云貴川地區(qū)、華南、江南等地云量非常多，超過65%，以貴州的湄潭為中心，年平均總云量最多可達(dá)到87%。這些地方云量多主要與西南季風(fēng)、水汽供應(yīng)充足和高原的動(dòng)力作用有關(guān)。云量偏少的區(qū)域位于北方干旱區(qū)域，包括新疆北部、內(nèi)蒙古東部、東北西部、華北北部、青藏高原等。其中北京、呼和浩特、拉薩等也屬于少云的城市。青藏高原地域由于受夏季高原地形影響，空間分布比較復(fù)雜，總云量在35-65%之間。青藏高原東部云量多，西部云量少。西藏南部的江孜地區(qū)是高原總云量最少區(qū)域。

　　我國(guó)總云量分布與季風(fēng)氣候特征密切相關(guān)，呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化特征。一般來說，夏季是我國(guó)夏季風(fēng)最強(qiáng)盛時(shí)期，暖濕氣流供應(yīng)充足，同時(shí)溫度高，蒸發(fā)量大，從而形成了云量最多的時(shí)期，尤其5、6、7這三個(gè)月的平均總云量可達(dá)6-7成。而冬季影響我國(guó)的氣流主要是西北干冷空氣，同時(shí)溫度低，蒸發(fā)量少，云朵難以形成，是一年中云量明顯偏少的一段時(shí)間，12月平均總云量甚至不足4成。

　　近十年我國(guó)總云量明顯上升多云天致太陽能資源減少

　　統(tǒng)計(jì)表明，1961-2015年，我國(guó)平均總云量年代際變化特征明顯，20世紀(jì)90年代中期以前呈減少趨勢(shì)，而之后呈現(xiàn)反轉(zhuǎn)趨勢(shì)，總云量在波動(dòng)中上升。尤其是最近十多年以來，我國(guó)年平均白天的總云量呈明顯上升趨勢(shì)。2015年全國(guó)平均總云量比常年偏多了0.27成。

　　全國(guó)各地云量的變化不盡相同，通過部分專家的研究發(fā)現(xiàn)，近幾十年來，青藏高原、西南地區(qū)、西北地區(qū)等總云量的年際變化呈下降趨勢(shì)，而華南和華中、北方部分地區(qū)、新疆北部等地總云量有增加的趨勢(shì)。

　　大自然變化的奧秘是十分復(fù)雜的。關(guān)于近十年我國(guó)云量整體增加的原因，人們并不能得出肯定的結(jié)論，只是有人做過一些推測(cè)。比如有人認(rèn)為是氣溶膠含量增加引起的，也有人認(rèn)為是氣候變暖引發(fā)的效應(yīng)。

　　云量的變化直接影響日照。2000年以來，我國(guó)日照時(shí)數(shù)明顯減少，大多數(shù)年份低于常年平均值，這可能與云量增多有關(guān)。日照的長(zhǎng)短與人類生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，如果日照時(shí)數(shù)減少，可能影響人類的日常生活，例如，縮短人類皮膚的有效日曬時(shí)間，造成人類皮膚的免疫力下降、佝僂病和骨軟化癥的誘發(fā)機(jī)因增多，對(duì)人類健康產(chǎn)生影響。日照時(shí)數(shù)減少還可能對(duì)小麥、玉米、棉花、水稻等主要農(nóng)作物的生長(zhǎng)造成不利影響，甚至還可能影響作物的種植適宜區(qū)域。

　　此外，云量增加會(huì)減少地面所接受到的太陽能輻射量。2004年以來，我國(guó)云量超8成的日數(shù)漸增多，導(dǎo)致地面接收的太陽能輻射量漸減少。例如，2015年云量超過8成的比常年偏高7.2%，而太陽能資源為1476.1千瓦時(shí)/平方米，較平均值偏少24.8千瓦時(shí)/平方米。

　　有研究報(bào)告表明，2016年12月20日與12月某天氣較良好日相比，北京、石家莊、鄭州、西安、合肥等9地陰雨等天氣導(dǎo)致空中云量明顯增加，從而造成光伏發(fā)電量大幅下降，發(fā)電量降低幅度達(dá)54.9%-95.2%，其中西安、合肥降幅均超過90%。