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太阳辐射是地球表层系统运行与发展的主要能量来源,强烈地影响着区域气候变化和地表过程、格局与功能。散射辐射作为到达地表总辐射的重要组成部分,是影响陆地生态系统生产力和全球碳收支的关键因子,对开展区域地表环境变化、生态过程和大气污染等研究具有重要意义。由于观测站点分布稀疏、仪器设备价格高昂、维护成本及技术要求高、历史数据缺乏等因素影响,我国目前仍缺乏高精度、高质量的散射辐射观测数据。在散射辐射模拟估算研究方面,缺乏使用同步观测数据和统一评价标准对各类散射辐射模型进行综合比较研究。因此,本文拟利用我国不同气候区17个气象辐射站点多年观测资料建立和评价多种不同类型的散射辐射估算模型,以获取各典型气候区（或站点）最佳估算模型,为我国太阳辐射资源的开发利用与规划管理提供一定的数据基础和技术支持。本文主要研究内容如下:（1）利用多年气象辐射观测资料建立了15种基于日照时数的散射辐射估算模型,含4种融合日均气温、日最高气温、日最低气温、相对湿度和晴空指数的混合变量模型。对各模型进行了精度验证和比较分析,并评价了各模型在青藏高原气候区、寒温带、中温带、暖温带、亚热带和热带等气候区的适用性。结果表明各辐射模型的平均偏差误差（MBE）、平均绝对误差（MAE）、平均绝对相对误差（MARE）、均方根误差（RMSE）、相对均方根误差（RRMSE）、t统计法（t-stat）、标准偏差（STD）和相关系数（R）值范围为-0.699～0.278MJm-2day-1、1.331～2.508MJm-2day-1、0.208～0.397 MJm-2day-1、1.807～6.779 MJm-2day-1、24.889%～102.716%、5.511%～14.577%、0.941～1.773 MJm-2day-1和0.519～0.792,且混合变量模型No.15的整体精度要优于其他14种模型,其在各站点的MBE、MAE、MARE、RMSE、RRMSE、t-stat、STD和R平均值分别为-0.43MJm-2day-1、1.331 MJm-2day-1、0.208MJm-2day-1、1.807 MJm-2day-1、24.889%、10.866%、0.941 MJm-2day-1和0.792。通过比较不同气候区各散射辐射模型精度发现,各模型在亚热带气候区平均精度最高,在干旱气候区模型精度最差。进一步比较各模型在不同气候区精度得知:日照模型No.12和No.13在热带地区的估算精度较高;模型No.15、No.13、No.12和No.14等混合参数模型在亚热带、暖温带、中温带和寒温带地区估算精度要明显高于其他模型;No.15和No.13青藏高原地区估算精度要高于其他模型。（2）利用气温、相对湿度、日照时数、晴空指数、大气质量、赤纬等多种气象和地理天文参数建立了97种多变量散射辐射估算模型,根据输入变量数量把上述模型分为五类,分别含44、35、5、5和8个模型。分析了各模型在不同气候区估算精度,并比较了各站点不同类型模型的精度表现,结果表明大多数多变量散射辐射模型在郑州、武汉、上海、哈尔滨、广州、成都和北京站点表现较好,但在乌鲁木齐、三亚和额济纳旗三个站点的估算精度整体上相对较差。多变量模型No.55、No.59、No.66、No.81和No.89精度普遍优于其他模型;具有四个输入参数的多变量散射辐射模型普遍具有较高的精度。将基于散射比（Kd）和散射率（KD）的散射辐射模型精度进行了比较分析,发现基于Kd的模型（模型No.1-25、No.45-64、No.80-82和No.85-97）精度普遍优于基于KD的模型（模型No.26-44、No.65-79、No.83和No.84）。将多变量散射辐射模型与现有模型在额济纳旗、兰州、喀什、乌鲁木齐、格尔木、武汉、北京和昆明站点进行精度比较,发现模型No.40、No.55、No.39、No.18和No.66估算精度要明显高于现有模型,且模型No.55具有精度最高。（3）利用反向传播神经网络模型（BP）、自适应网络模糊推理系统（ANFIS）、广义回归神经网络模型（GRNN）、M5模型树（M5＿Tree）、多元自适应回归算法模型（MARS）和基于粒子群算法优化的极限学习机（POS＿ELM）)发展了六种基于气象要素的人工智能散射辐射估算模型。经参数选择和超参数优化得出了各模型最佳的输入变量组合。经对比验证发现:PSO＿ELM和M5Tree模型精度整体上要高于其他模型;六类人工智能模型在北京和沈阳站点的估算精度明显优于其他站点的估算精度,在热带地区和高原区估算精度相对较差。将人工智能模型与多变量辐射模型在各站点进行精度对比分析,发现人工智能模型在大多站点的平均估算精度要高于多变量散射辐射模型,但在成都、广州、上海和武汉站点,多变量参数模型精度要高于人工智能模型。就具体模型精度而言,M5Tree在北京、额济纳旗、格尔木、哈尔滨、喀什、昆明、拉萨、漠河、沈阳和乌鲁木齐站点精度最高。