Intermittency of global Solar radiation over Reunion island : daily mapping prediction model and multifractal parameters

par Qi Li

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Miloud Bessafi.


  • Résumé

    Dans cette étude, nous proposons une nouvelle approche pour la prédiction déterministe de la carte journalière de radiation solaire, basée sur quatre modèles de régression linéaires, sont appliquées sur les données satellites SARAH-E entre 2007 et 2016 en vue d’en effectuer la prédiction. Pour obtenir des meilleures performances, nous proposons d'inclure les paramètres multi-fractale (H,C1 et α) comme nouveaux paramètres prédictifs. Ceux-ci sont obtenus à partir de l'analyse de l'intermittence SSR basée sur la méthode d’analyse d’ordre spectral arbitraire de Hilbert. Cette analyse qui est une extension de la transformation d’Hilbert Huang est utilisée afin d’estimer le exposant d’échelle ξ(q). Dans une première étape, l’analyse multi-fractale est appliquée sur une mesure SSR d'une seconde échelle à partir d'un pyranomètre SPN1 en 2016. La moyenne infra journalière, journalière et saisonnière de la structure multi-fractale a été dérivé, et la loi d’échelle d’exposants ξ(q) a été analysée. Dans une seconde partie, l’analyse de l’intermittence est effectuée sur les mesures SSR d'une minute échelle à partir le réseau de SPN1 avec 11 stations en 2014. Les modèle spatials pour toutes les stations avec les paramètres multi-fractale sont mit en évidence. La variabilité de la largeur du spectre de singularité est considérée pour étudier l'intermittence spatiale et la multifractalité dans l'échelle quotidienne et l'échelle saisonnière. Sur la base de ces analyses d'intermittence sur les mesures des plusieurs stations , les paramètres multi-fractaux universels pourrait être choisis comme de nouveaux prédicteurs afin d’indiquer les propriétés multi-fractales de SSR.

  • Titre traduit

    Intermittence du rayonnement solaire global sur l'île de la Réunion : daily mapping prediction model and multifractal parameters


  • Résumé

    In this study, we propose a new approach for deterministic prediction of daily surface solar radiation(SSR) maps based on four linear regression models: multiple linear regression (MLR), principal component regression (PCR), partial least squares regression (PLSR), and stepwise regression (SR), that we have applied on the SARAH-E@5km satellite data (CM SAF) for the period during 2007-2016. To improve the accuracy of prediction, the multifractal parameters (H,C_1 and α) are proposed to include as new predictors in the predictive model. These parameters are obtained from the analysis of SSR intermittency based on arbitrary order Hilbert spectral analysis. This analysis is the extension of Hilbert Huang Transform (HHT) and it is used to estimate the scaling exponent ξ(q). In a first step, the multifractal analysis is applied onto one-second SSR measurements form a SPN1 pyranometer in Moufia in 2016. The mean sub-daily, daily and seasonal daily multifractal patterns are derived, and the scaling exponent ξ(q) is analyzed. In a second step, the intermittency study is conducted on one-minute SSR measurements from a SPN1 network with 11 stations in 2014. The spatial patterns for all the stations with the multifractal parameters H,C_1 and α are shown. The variability of singularity spectrum width is considered to study the spatial intermittency at the daily and seasonal scale. Based on this intermittency analysis from measurements at several stations, the universal multifractal parameters (H,C_1 and α) could be taken as new predictors for indicating the multifractal properties of SSR.