McClear

Model and Web Service providing estimates of the solar radiation at ground under clear sky at any place any time after 2004

Marseille par ciel clair, 2013-10-12

 

THE McCLEAR CLEAR-SKY MODEL

A clear-sky model is a shortcut for denoting a model providing estimates of the surface solar irradiance / irradiation in clear sky, i.e. cloud-free conditions. The new fast clear-sky model called McClear was developed to estimate the downwelling shortwave direct and global irradiances received at ground level. It is a fully physical model that exploits the recent results on aerosol properties, and total column content in water vapour 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 power 5 times greater by adopting the abaci, or look-up
table, approach combined with interpolation functions.

Inputs to McClear are taken from the MACC database on aerosols, water vapour and ozone. Other inputs are taken from other files that are available here.  This ftp site McClear 2.6 contains also the series of abaci, look-up tables, that are used to speed up the calculation of the radiative transfer.Given the reference below (Lefevre et al., 2013) and the files, it is possible to set up a customized version of McClear.

The intellectual property rights are indicated for each file or series of files. All of them are available under CC-BY 3.0 except one originating from ECMWF (Attribution-Non-Commercial-No-Derivatives-4.0-Unported Licence).
 

LE  MODELE CIEL CLAIR McCLEAR

Un modèle dit ciel clair, désigne de façon abrégée un modèle estimant le rayonnement solaire arrivant à la  surface dans des conditions de ciel clair, c-a-d sans nuage. Le nouveau modèle McClear  est un modèle mettant en oeuvre les équations du transfert radiatif dans l'atmosphère et qui exploite les récentes avancées sur l'estimation en tout lieu, tout instant, des propriétés optiques des aérosols et du contenu total en ozone et vapeur d'eau de la colonne atmosphérique, effectuée par les projets MACC (Monitoring Atmosphere Composition and Climate). McClear reproduit précisemment les éclairements caluclés par le modèle de transfert radiatf libRadtran servant de référence avec une vitesse de calcul 10 puissance 5 fois plus grande, en adoptant des abaques, appelés aussi look-up tables, combinés à des fonctions d'interpolation.

Les entrées de McClear sont prises dans la base de données MACC pour les aérosols, vapeur d'eau et ozone. Les autres entrées sont prises dans des fichiers disponibles ici.  Ce site ftp McClear 2.6 contient également l'ensemble des abaques. A l'aide de la référence (Lefevre et al., 2013) et du contenu de ce site ftp, il est possible d'établir sa propre version de McClear.

La propriété intellectuelle est donnée pour chaque fichier. Tous sont disponibles selon les droits CC-BY 3.0 sauf un appartenant à ECMWF (Attribution-Non-Commercial-No-Derivatives-4.0-Unported Licence).

THE McCLEAR WEB SERVICE

The McClear model with inputs from MACC and MODIS is available as a Web service, i.e. an application that can be invoked via the Web. It obeys the OGC (Open Geospatial Consortium) standard for Web processing services (WPS). It is described in the GEOSS community portal for energy. [Access the operation GetCapabilities].

In addition, an interface has been developed to
launch McClear within a standard Web browser and to obtain time series of global and beam SSI under clear sky for a given point and a given period for the following summarizations: 1 min, 15 min, 1 h and 1 day. This interface can be launched via the catalogue of products on the MACC Web site or through the SoDa Web site for professionals in solar radiation.

The service returns time series of irradiation that would be observed in any specific site under clear sky conditions (cloud-free), with a time step ranging from 1 min to 1 month. The Global, Direct and Diffuse Horizontal Irradiation, as well as the Beam Normal Irradiation are provided. The time coverage of the data is from 2004-01-01 up to current day-2.

LE SERVICE WEB McCLEAR

Le modèle McClear avec des données de MACC et MODIS comme entrées est disponible en tant que service Web, c-a-d une application qui peut être exécutée au travers du Web. Ce service suit la norme WPS (Web Processing Service)  de l'OGC (Open Geospatial Consortium). Il figure au catalogue du portail communautaire GEOSS pour l'énergie. [Accéder à l'opération GetCapabilities].

Une interface a été développée pour exécuter McClear au moyen d'un navigateur standard et obtenir un série temporelle de valeurs de rayonnement. Cette interface peut être lancée soit par le catalogue des produits sur le site MACC, soit par le Service SoDa pour professionnels du rayonnement solaire.

Le service retourne des estimations de rayonnement en conditions de ciel clair, pour la période de janvier 2004 à ce jour, en n'importe quel point du globe. Elles comprennent le rayonnement global et ses composantes directes et diffuses sur le plan horizontal, ainsi que le rayonnement direct sur un plan normal aux rayons du soleil, pour des pas de temps de 1 min, 15 min, 1 h, 1 jour, et 1 mois.

ACKNOWLEDGEMENTS

The McClear model and web service result from research performed within  the European Union’s Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013) under grant agreement no. 218793 (MACC project) and no. 283576 (MACC-II project) and Horizon 2020 programme under grant agreement 633081 (MACC-III project). The MACC (Monitoring Atmospheric Composition and Climate) projects were preparatory projects for Europe’s Copernicus programme.

REMERCIEMENTS

Le modèle McClear et le service web associé résultent de travaux de recherche partiellement financés par l'Union Européenne dans le cadre des projets européens MACC (FP7, no 218793), MACC-II (FP7, 283576) et MACC-III (H2020, 633081) préparatoires au programme européen Copernicus.

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McClear Model and Web Service - MINES ParisTech
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