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McClear: a new model estimating downwelling solar radiation at ground level in clear-sky conditions

Lefèvre, Mireille und Oumbe, Armel und Blanc, Philippe und Espinar, Bella und Gschwind, Benoit und Qu, Zhipeng und Wald, Lucien und Schroedter-Homscheidt, Marion und Hoyer-Klick, Carsten und Arola, Antti und Benedetti, Angela und Kaiser, Johannes und Morcrette, Jean-Jacques (2013) McClear: a new model estimating downwelling solar radiation at ground level in clear-sky conditions. Atmospheric Measurement Techniques, 6, Seiten 3367-3405. Copernicus Publications. doi: 10.5194/amtd-6-3367-2013. ISSN 1867-1381.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Offizielle URL: http://www.atmos-meas-tech-discuss.net/6/3367/2013/amtd-6-3367-2013.pdf

Kurzfassung

A new fast clear-sky model called McClear was developed to estimate the downwelling shortwave direct and global irradiances received at ground level under clear skies. It is a fully physical modelling replacing empirical relations or simpler models used before. It exploits the recent results on aerosol properties, and total column content in water vapor and ozone produced by the MACC project (Monitoring Atmosphere Composition and Climate). It accurately reproduces the irradiance computed by the libRadtran reference radiative transfer model with a computational speed approximately 10^5 times greater by adopting the abaci, or look-up tables, approach combined with interpolation functions. It is therefore suited for geostationary satellite retrievals or numerical weather prediction schemes with many pixels or grid points, respectively. McClear irradiances were compared to 1 min measurements made in clear-sky conditions at several stations within the Baseline Surface Radiation Network in various climates. The bias for global irradiance is comprised between -6 and 25 W m-2. The RMSE ranges from 20 W m-2 (3% of the mean observed irradiance) to 36 W m-2 (5%) and the correlation coefficient ranges between 0.95 and 0.99. The bias for the direct irradiance is comprised between -48 and +33 W m-2. The RMSE ranges from 33 W m-2 (5%) to 64 W m-2 (10%). The correlation coefficient ranges between 0.84 and 0.98. This work demonstrates the quality of the McClear model combined with MACC products, and indirectly the quality of the aerosol properties modeled by the MACC reanalysis.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/84165/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:McClear: a new model estimating downwelling solar radiation at ground level in clear-sky conditions
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lefèvre, MireilleMines ParisTechNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Oumbe, ArmelMines ParisTechNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Blanc, PhilippeMines ParisTechNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Espinar, BellaMines ParisTechNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gschwind, BenoitMines ParisTechNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Qu, ZhipengMines ParisTechNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wald, LucienMines ParisTechNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schroedter-Homscheidt, Marionmarion.schroedter-homscheidt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1854-903XNICHT SPEZIFIZIERT
Hoyer-Klick, Carstencarsten.hoyer-klick (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7273-9176NICHT SPEZIFIZIERT
Arola, AnttiFMINICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Benedetti, AngelaECMWFNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kaiser, JohannesECMWFNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Morcrette, Jean-JacquesECMWFNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2013
Erschienen in:Atmospheric Measurement Techniques
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:6
DOI:10.5194/amtd-6-3367-2013
Seitenbereich:Seiten 3367-3405
Verlag:Copernicus Publications
ISSN:1867-1381
Status:veröffentlicht
Stichwörter:downwelling shortwave irradiance, retrieval, clear sky model, McClear, MACC, GMES
HGF - Forschungsbereich:Energie, Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:TIG Technologie, Innovation und Gesellschaft, Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erneuerbare Energie (alt), Erdbeobachtung
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DLR - Forschungsgebiet:E MS - Management und Systemanalyse, R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Systemanalyse und Technikbewertung (alt), R - Atmosphären- und Klimaforschung
Standort: Oberpfaffenhofen , Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum > Atmosphäre
Institut für Technische Thermodynamik > Systemanalyse und Technikbewertung
Hinterlegt von: Schroedter-Homscheidt, Marion
Hinterlegt am:17 Sep 2013 15:45
Letzte Änderung:28 Mär 2023 23:41

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