Ein Vergleich zwischen dem neuen hochaufgelösten HYRAS-Globalstrahlungsdatensatz (1951-2015) und weiteren Referenzdatensätzen für Deutschland und angrenzende Flusseinzugsgebiete

<p>Die durch den Deutschen Wetterdienst (DWD) entwickelten Hydrometeorologischen Rasterdatensätze (HYRAS), mit den bisher bereits zur Verfügung stehenden Variablen Niederschlag, Temperatur und relative Feuchte, wurden zuletzt im Rahmen des Expertennetzwerks des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) um die Variable Globalstrahlung ergänzt. Zur Erstellung der Rasterdatensätze werden tägliche Stationsmessungen der entsprechenden Variablen auf ein 5km x 5km Gitter interpoliert. Aktuell liegen die HYRAS-Daten für den Zeitraum von 1951-2015 vor und liefern klar definierte Referenzzustände für Deutschland und die angrenzenden Flusseinzugsgebiete.<br />Für die Arbeiten im Themenfeld 1 des BMVI-Expertennetzwerkes „Verkehr und Infrastruktur an Klimawandel und extreme Wetterereignisse anpassen“ stellt die Globalstrahlung eine wichtige Größe für die Berechnung der Verdunstung im Wasserhaushaltsmodell dar und führt zusammen mit den übrigen Variablen des HYRAS-Datensatzes zu realistischeren Ergebnissen der langzeitlichen Entwicklung des modellierten Abflussgeschehens. Dies verbessert auch die Aussagekraft für relevante Größen im Verkehrssektor wie beispielsweise dem Hoch- und Niedrigwasserabfluss. Neben der Anwendung für die Analyse des gegenwärtigen Klimas werden die HYRAS-Daten auch für die Bias-Adjustierung von Klimamodelldaten verwendet und tragen hierüber auch zur Validität von Klimaprojektionsergebnissen und hieraus abgeleiteten Anpassungsmaßnahmen bei.<br />Aus den genannten Anwendungen ergeben sich verschiedene Anforderungen an einen Rasterdatensatz der Globalstrahlung, wie die Abdeckung eines möglichst weit in die Vergangenheit zurückreichenden Zeitraums, die Abbildung von Extremwerten, des langfristigen Trends sowie der allgemeinen dekadischen Variabilität. Die Anforderungen sollten dabei nicht nur im Flächenmittel, sondern möglichst auch für einzelne Regionen wie z.B. kleinere Flusseinzugsgebiete erfüllt sein. <br />Neben der verwendeten Regionalisierungsmethodik hat vor allem auch die Verfügbarkeit von geeigneten Messdaten einen erheblichen Einfluss darauf, in welchem Umfang die genannten Anforderungen erfüllt werden können. Stationsmessungen der Globalstrahlung liegen im Zeitraum 1951-1980 für Deutschland und die angrenzenden Regionen, insbesondere in den Anfangsjahren, nur sehr vereinzelt vor. Zur Erstellung des HYRAS- Globalstrahlungsdatensatzes wurde aus diesem Grund ebenfalls auf Stationsmessungen der Sonnenscheindauer zurückgegriffen, die ab 1951 bereits zahlreich und flächendeckend vorliegen. Die tägliche Sonnenscheindauer lässt sich über ein einfaches lineares Regressionsverfahren nach Angstrom (1924) und Prescott (1940) in tägliche Summen der Globalstrahlung umrechnen. Um die Qualität des Verfahrens für die Umrechnung von Extremwerten zu verbessern, wurde mit dem Wolkenflüssigwassergehalt aus ERA5-Reanalysedaten ein weiterer Prädiktor implementiert. <br />Neben der Vorstellung des Verfahrens soll insbesondere ein Vergleich der Globalstrahlung zwischen dem neuen HYRAS-Datensatz und weiteren Referenzdatensätzen wie z.B. der ERA5-Reanalyse und dem CM SAF SARAH v2.1 Satellitendatensatz sowie Stationsmessungen für den Zeitraum 1951-2015 präsentiert werden. </p> <p>Angstrom A (1924): Solar and terrestrial radiation. Report to the international commission for solar research on actinometric investigations of solar and atmospheric radiation. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 50(210), 121-126.</p> <p>Prescott JA (1940): Evaporation from a water surface in relation to solar radiation. Transaction of the Royal Society of South Australia 64(1), 114-118. </p>

Quantifying the Importance of Solar Soft Costs: A New Method to Apply Sensitivity Analysis to a Value Function

This paper presents a new approach to build a decision model for government funding agencies, such as the US Department of Energy (DOE) solar office, to evaluate solar research funding strategies. High solar project costs—including technology costs, such as modules, and soft costs, such as permitting—currently hinder many installations; project cost reduction could lead to a lower project levelized cost of energy (LCOE) and, in turn, higher installation rates. Government research funding is a crucial driver to solar industry growth and potential cost reduction; however, DOE solar funding has not historically aligned with the industry priorities for LCOE reduction. Solar technology has received significantly higher research funding from the DOE compared to soft costs. Increased research funding to soft cost programs could spur needed innovation and accelerate cost reduction for the industry. To this end, we build a cost model to calculate the LCOE of a utility-scale solar development using technology and soft costs and conduct a sensitivity analysis to quantify how the inputs influence the LCOE. Using these results, we develop a multi-attribute value function and evaluate six funding strategies as possible alternatives. We find the strategy based on current DOE allocations results in the lowest calculated value and the strategy that prioritizes soft cost results in the highest calculated value, suggesting alternative ways for the DOE solar office to prioritize research funding and potentially spur future cost reduction.

Changing of the Guard for the Total Solar Irradiance Record

<p>The uninterrupted, 41-year-long, spaceborne total solar irradiance (TSI) record has recently undergone several changes in the instruments contributing to these measurements of the net incoming radiant energy providing nearly all the power driving the Earth’s climate system. Two long-term instruments, NASA’s SORCE/TIM and TCTE/TIM, have recently been powered off. This ends the 17-year record from the SORCE/TIM, which established the currently-accepted TSI value of 1361 W m<sup>‑2</sup> after its launch in 2003. ESA’s SoHO/VIRGO continues to acquire measurements that extend its 24-year record, but data availability has been on hold as a new processing methodology is implemented. NASA’s recently-launched TSIS‑1/TIM is presently continuing the measurements of these stalwart legacy instruments. This new TSI instrument is demonstrating higher on-orbit accuracy than any prior such instrument has achieved, with daily measurement updates that are available to the community for climate- and solar-research purposes. I will discuss the many recent changes to the spaceborne TSI measurement record, the current measurement-accuracy improvements and stabilities achieved and their implications for Earth energy-balance studies, and the future plans to maintain measurement continuity.</p>

Dynamics of moving knots in a solar prominence observed by New Vacuum Solar Telescope

<p>In this report, we present a prominence observed by New Vacuum Solar Telescope (NVST) in Hα wavelength.  We use morphological approach to identify the rising or descending knots in the prominence. The rising knots are often found on the top of the prominence, while more knots are seen to descend from anywhere of the prominence.</p><p>The optical flow, referring to the apparent proper motion of a feature across the image plane, may be used to determine the velocity field from two images. The technique of local correlation tracking (LCT) optical flow has been widely used in the solar research. The Demon algorithm, which has been  used to match medical image, performs image-to-image matching by determining the optical flow between two images. We have examined the performance of the two methods applying the Hα images, and we noted that the Demon algorithm outperforms traditional LCT  methods.</p><p>The result of Demon optical flow allows us to estimate the velocity and acceleration of the moving knots. The descending speed of the knots near the solar surface is higher than that far away from the solar surface. This indicate that most of knots are more possible to descend across the horizontal magnetic field.</p>

Novel approaches and scalability prospects of copper based hole transporting materials for planar perovskite solar cells

A decade after their first appearance as components of solar cells, perovskites are still at the center of solar research.

Thermal Comfort Assessment of an Office Building in Tropical Climate Condition

As a lot of people spend their time indoor, indoor thermal comfort will affect the performance of the occupants in terms of health, comfort and productivity. This paper aims to investigate the thermal comfort of an office building constructed using low cost materials in tropical climate condition. That has been achieved by investigating the PMV using the CBE thermal comfort tool in the post-graduate office building in the solar research site in UTP. The experimental measurements have been conducted at two different cases; without ventilation and with air-conditioned in the office building. The thermal comfort of the office building is assessed by using the ASHRAE thermal sensation scale. Results have demonstrated that the office room without ventilation is hot and not suitable for occupants to work at such thermal environment. Thermal comfort of the room with air-conditioning is warm and is slightly better than the room without ventilation as the PMV has been improved by around 60%. However, the acceptable thermal comfort level in the low-cost material office building is yet to be achieved.