随着我国光伏电站的迅速发展,其对地表温度的影响越来越受到关注,而地表温度又是衡量地表能量平衡的重要指标。然而,以往研究主要集中在单个电站或有限区域,缺乏对全国范围的关注。
鉴于此,中国科学院青藏高原研究所地气作用与气候效应团队基于TRIMS LST逐日全天候地表温度数据集(1km分辨率)及ERA5-land再分析资料,采用随机森林回归模型结合SHAP方法,系统评估了我国光伏电站对地表温度的影响。结果表明,光伏电站主要引起白天增温(0.10℃)和夜间降温(-0.09℃),日平均增温效应仅为0.01℃,几乎可忽略。进一步分析发现,上述影响在不同下垫面类型的光伏电站中存在显著差异,从草地、耕地到林地依次增强,其中林地的增温效应最为显著,白天能达到0.28℃。从季节变化看,夏季白天增温(0.29℃)和冬季夜间降温(-0.13℃)最强;日平均表现为夏季增温(0.12℃)、冬季降温(-0.05℃)。
关键因素分析表明,地表反照率、归一化植被指数、感热通量、潜热通量、风速以及向下短波辐射共同主导了光伏电站内外地表温度的差异,且其贡献程度随昼夜和季节周期而变化。该研究揭示了光伏电站通过地-气相互作用过程产生的局地尺度气候反馈机制,为推动太阳能的可持续利用提供了重要科学依据。
上述研究成果以“Land Surface Temperature Shows Negligible Difference Between Inside and Outside Photovoltaic Power Plants in China”为题,发表在《Journal of Geophysical Research - Atmospheres》上。我所博士生段春晖为论文第一作者,韩存博研究员和马耀明研究员为共同通讯作者。该研究获得国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的联合资助。
文章信息:Duan, C., Han, C., Hu, W., Liu, J., & Ma, Y. (2026). Land Surface Temperature Shows Negligible Difference Between Inside and Outside Photovoltaic Power Plants in China. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 131(8), e2026JD046444. https://doi.org/10.1029/2026JD046444.

图1 中国光伏电站内外地表温度差异(∆LST)空间分布及直方图
白天以增温为主,夜间以降温为主,从日平均来看影响可忽略不计

图2 不同土地覆盖类型的光伏电站内外地表温度差异(∆LST)
林地的影响最为突出,其次为耕地、草地,未利用地影响可忽略不计

图3 光伏电站内外地表温度差异(∆LST)的影响因素包括SHAP-beesarm图,原始∆LST和随机森林回归模型预测∆LST的散点图,相对贡献率图
归一化植被指数、地表反照率、风速等为主要影响因素,且昼夜之间作用相反