Himawari Radiation API

项目来源

• 原始项目：Open-Meteo
  • DeepWiki👉 https://deepwiki.com/open-meteo/open-meteo
• Satellite-api
  • om20250206接入Himawari👉 feat: JMA JAXA Himawari solar radiation

📋 项目概述

以Open-Meteo提供的近实时卫星辐射产品为基础，参考其存档、校正与转换模块，设计冗余库作为工程备份

🎯 核心目标

• 构建稳定、可复现的近实时辐射处理流程（已完成）
• 实现专业的卫星辐射校正算法（进行中）
• 实现专业的辐射转换以适用于功率预测（进行中）

📡 数据源说明

原始数据

• 卫星：Himawari-8 / Himawari-9
• 产品：L2 PAR（SWR）- 短波辐射产品
• 来源：JAXA 官方 FTP
• 分辨率：10分钟
• 状态：Beta版（未质量保证）

FTP 存储路径：

/pub/himawari/L2/PAR/021/{year}{month}/{day}/{hour}

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1. H8nc数据存档与二次读取

🔧 Open-Meteo存档方案

下载 - 内存读取 - 自定义OM格式，路径：JaxaHimawariDownloader.swift

本项目存档方案

实时下载nc - 提取SWR - 裁剪指定区域为tif
注意时区问题：github actions运行时, datetime.now() 返回的是utc时间。

• 实时数据，腾讯云函数触发，具体参考前一个项目workflow
• 历史数据，服务器里按日触发，查询执行完成后触发下一个项目

def get_latest_run():
    url = f"https://api.github.com/repos/StorywithLove/Himawari_radiation_api/actions/workflows/hist.yml/runs?per_page=1"
    headers = {
        "Authorization": f"Bearer {GTOKEN}",
        "Accept": "application/vnd.github+json"
    }
    r = requests.get(url, headers=headers)
    r.raise_for_status()
    run_info = r.json()["workflow_runs"][0]
    return run_info
    #return datetime.fromisoformat(run_info['created_at'].rstrip('Z')).replace(tzinfo=timezone.utc), run_info["status"], run_info["conclusion"]

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2. 近实时辐射时间校正

原始 Himawari L2 SWR 数据存在两个关键问题，使其无法直接用于时间序列分析：

• 时间标签不一致：文件名时间 = 扫描开始时间（如 10:00）、实际观测时间随扫描位置变化（南北差异可达 8-10 分钟，日本区域的像元实际在 10:08 才被观测到）
• 物理含义不匹配：原始数据是瞬时辐射值、实际应用需要时间平均辐射值、扫描过程中太阳位置持续变化

🔧 Open-Meteo校正方案

JaxaHimawariDownloader.swift

第一层：时间标签校正

将一次完整的扫描数据视为其后 10 分钟区间的平均辐射：

原始文件时间	实际观测时间	校正后时间	物理含义
10:00	10:00-10:08	10:10	10:00-10:10 瞬时辐射(中间结果)

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第二层：物理量校正

将瞬时辐射值转换为 10 分钟(向后)平均：

校正后时间	物理含义
10:10	10:00-10:10 平均辐射

3. 辐射转换

🔧 Open-Meteo转换方案：

GHI - DHI - DNI - GTI/POV

• Zensun.swift
  • calculateDiffuseRadiationBackwards(), 基于Razo, Müller Witwer分离模型, 从总辐射/地面短波辐射中分解出散射分量、直射分量
• DirectNormalIrradiance.swift
  • calculateInstantDNI，基于水平面直射分量, 逆向计算太阳法向DNI
• GlobalTilitedIrradiance.swift
  • calculateTiltedIrradiance(), 基于[DNI, DHI, tilt, azimuth]计算GTI/POA = 散射辐射-等向性天空, 地面反射-反射率0.2, 直接辐射-太阳入射角余弦, 通过积分平均法计算太阳位置
• SolarPositionAlgorithm.swift
  • SolarPositionAlgorithm(), 基于NREL SPA算法的太阳位置计算
• SunRiseSet.swift
  • calculateSunRiseSet, 基于太阳几何位置和时间, 计算日出日落时间