АНАЛИЗ ТОЧНОСТИ ОЦЕНОК БАЗ ДАННЫХ И РЕГРЕССИОННЫХ МОДЕЛЕЙ СУММАРНОЙ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ ДЛЯ ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ РОССИИ
Authors: И.Ю. ИВАНОВА , В.А. ШАКИРОВ , Н.А. ХАЛГАЕВА 
Published: November 2024

Для эффективного использования солнечной энергии необходима точная оценка поступающего потока солнечной радиации. Проводится сравнение точности среднемесячных оценок потока суммарной солнечной радиации базы данных реанализа ERA5, базы данных на основе спутниковых наблюдений SYN1deg, данных климатических справочников и регрессионных моделей по семи населенным пунктам востока России. В исследовании участвуют две известные регрессионные модели, включающие параметры внеатмосферной солнечной радиации, общей облачности, влажности воздуха, минимальной и максимальной температуры воздуха, атмосферного давления, а также новая регрессионная модель, включающая дополнительно параметры нижней облачности и высоты солнца. Сравнение баз данных и регрессионных моделей по точности проводится путем сопоставления с данными наземных измерений метеостанций. Выполнен расчет показателей средней абсолютной, среднеквадратичной ошибки и средней ошибки смещения. Результаты сравнения показали, что данные климатических справочников за период с 1937-1957 гг. по 1980 г. имеют наименьшее отклонение от оценок среднемесячного потока суммарной солнечной радиации за 2006-2020 гг. в большинстве из рассмотренных пунктов. Среднемесячные оценки потока суммарной солнечной радиации ERA5 имеют большую точность в сравнении с данными SYN1deg в пяти из семи рассматриваемых пунктов. Предложенная в исследовании новая регрессионная модель позволяет обеспечить большую точность месячных оценок потока суммарной солнечной радиации в сравнении с данными SYN1deg, а также в сравнении с данными ERA5 для большинства рассмотренных пунктов.

The efficient use of solar energy requires an accurate assessment of the incoming solar radiation. The study involves comparing the accuracy of monthly means of the global solar radiation flux from the ERA5 reanalysis database, the SYN1deg satellite-based observation database, climate reference data, and data of regression models for seven settlements in the east of Russia. The study employs two well-known regression models, including parameters of extraterrestrial solar radiation, total cloudiness, air humidity, minimum and maximum air temperature, atmospheric pressure, and a new regression model, which additionally includes parameters of low-level cloudiness and sun elevation angle. The accuracy of databases and regression models is evaluated by comparing their data with ground measurements of weather stations. The indices of the mean absolute error, root-mean-square error, and mean bias error are calculated. The comparison shows that the data of climate reference books for the period from 1937-1957 to 1980 have the smallest deviation from the estimates of the monthly mean flux of global solar radiation for 2006-2020 at most of the points discussed. The ERA5 monthly mean estimates of the global solar radiation flux are more accurate than the SYN1deg data at five of the seven points considered. The new regression model proposed in the study makes it possible to provide greater accuracy of monthly estimates of the global solar radiation flux compared to the data of SYN1deg and ERA5 for most of the points considered.