全文总字数：5021字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

地表气温十年变化的幅度量级为0.1k，而防辐射罩内部的温度传感器受到太阳的辐射会导致其温度高于大气真实温度，辐射误差可达到1 k量级。防辐射罩内部空气温度偏离周围自由空气的温度，已成为提高地表气温观测精度的瓶颈。为了解决上述的问题，需要求解出防辐射罩内部温度传感 器的辐射误差，对观测数据进行修正。由于温度传感器所处的物理环境复杂，其热平衡方程需要耦合求解内部导热、外部气流换热和辐射换热，但是理论分析法不能够妥善解决如此复杂的传热耦合问题。所以，想要提高辐射误差修正精度，准确获取多物理场导热对流辐射传热耦合情况下的温度传感器传热特性已成为必要方法。

国内外研究现状

国外：

lin等研究发现maximum-minimum temperature system (mmts)，gill防辐射罩和百叶箱(crs)内部气流速度与环境风速呈线性关系，当环境风速小于5 m/s时，内部气流速度小于2 m/s。当内部气流速度小于2 m/s时，由太阳辐射引起的辐射升温量可达0.2 k。lin和hubbard还认为传统防辐射罩通风量不足，内部温度传感器存在测量误差。当外部气流速度和太阳辐射强度分别为1 m/s和1080 w/m²时，美国 r. m. young公司研制的41003型防辐射罩内部温度传感器的辐射升温量高达1.5 k；当外部气流速度和太阳辐射强度分别为2 m/s和1080 w/m²时，41003型防辐射罩内部温度传感器的辐射升温量约为0.7 k；当外部气流速度和太阳辐射强度分别为3 m/s和1080 w/m²时，41003型防辐射罩内部温度传感器的辐射升温量约为0.4 k。

2. 研究的基本内容

利用计算流体动力学(cfd)方法对自然通风下的41003型防辐射罩进行仿真，分析气流速度、太阳高度角、太阳辐射强度等环境参数对温度传感器的辐射误差值的影响，通过matlab对仿真数据进行拟合，获得温度传感器在不同环境参数下的辐射误差修正方程，实现当环境参数连续变化时对测量大气温度的太阳辐射误差值进行修正，最后通过matlab的拟合，对参数变化的辐射误差修正方程。分为以下三步：

（1）利用计算流体动力学(cfd)方法对温度传感器进行仿真，分析气流速度、太阳高度角、太阳辐射强度等环境参数对温度传感器的辐射误差值的影响。

（2）因计算流体动力学方法难以分析连续变化的物理量，通过matlab对仿真数据进行拟合，获得温度传感器在不同环境参数下的辐射误差修正方程，实现当环境参数连续变化时对测量地表温度的太阳辐射误差值进行修正。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

先用软件pro/e构建41003型防辐射罩模型，再用软件icem对模型进行划分网格，然后导入软件fluent内运行，再用post后处理软件收集数据，分析出气流速度、太阳辐射强度、材料、吸收率等环境参数对温度传感器的辐射误差值的影响；最后通过matlab的拟合，对一和二参数变化的辐射误差修正方程，实现为参数连续变化提供准确修正数据的目标。

2019年1月1日到1月31日

建模，将上面步骤成功做完后，降低模型厚度到2 mm。

4. 参考文献

[1] 严家德，王成刚，金莲姬，等，百叶箱和通风防辐射罩气温观测系统的数据对比与修正[j]， 气候与环境研究， 2015， 20(5): 533-543.

[2] 张爱丽，苏锋，孙智辉，百叶箱结构对气温观测值的影响[j]，气象科技，2013，41(2): 270-273.