气溶胶辐射特性的观测研究   总被引：40，自引：5，他引：35  

毛节泰  李成才 《气象学报》2005,63(5):622-635

利用一个简化的辐射平衡模式,讨论了气溶胶直接辐射强迫和气溶胶辐射特性以及与地面反射率之间的关系。模式分析表明,增加气溶胶层以后,地气系统对太阳辐射的反射率可能增大,也可能减少,取决于气溶胶的单散射反射率~ω0、不对称度因子g与地面反射率αg之间的配置,但与气溶胶光学厚度δ没有直接的关系。气溶胶光学厚度值仅和反射率变化的幅度成正比。从辐射平衡模式的结果可知,为了定量地研究气溶胶直接辐射强迫作用,需要有系统的有关气溶胶辐射特性的观测资料。从地面和空间对中国地区气溶胶的辐射特性开展了观测研究,包括从地面用太阳光度计测量气溶胶的光学厚度、用浊度计测量气溶胶的散射系数、黑碳仪测量气溶胶的吸收系数,并且利用MODIS资料反演气溶胶的光学厚度。地面太阳光度计观测的气溶胶光学厚度用于检验卫星遥感的气溶胶光学厚度值,对中国东部地区,遥感的结果是可以接受的,主要是由于这一地区存在较低的地表反射率;但对中国北方植被条件不很好的地区,在遥感反演时对地面反射率的估计可能偏低,如做适当的修改还有可能提高遥感反演的精度。从地面直接测量气溶胶的散射系数和吸收系数算出的气溶胶单散射反射率在0.8左右,需要有更多的观测,以便进一步查清这一问题。  相似文献   

MISR宽波段反照率反演及其与大气关系研究     

冯晓明  赵英时  陈永康 《国土资源遥感》2003,14(4):22-25

以星载多角度传感器MISR为数据源反演宽波段反照率;根据入射辐射情况的不同(即是否考虑大气影响),将反照率分为理论反照率(Inherentalbedo)和实际反照率(Apparentalbedo)分别进行计算,并建立它们与大气状况的函数关系式,检验结果表明,该函数关系可靠。  相似文献   

WINTER RADIATION EXTINCTION AND REFLECTION IN A BOREAL PINE CANOPY: MEASUREMENTS AND MODELLING     

J. W. POMEROY  K. DION 《水文研究》1996,10(12):1591-1608

Predicting the rate of snowmelt and intercepted snow sublimation in boreal forests requires an understanding of the effects of snow-covered conifers on the exchange of radiant energy. This study examined the amount of intercepted snow on a jack pine canopy in the boreal forest of central Saskatchewan and the shortwave and net radiation exchange with this canopy, to determine the effect of intercepted snow and canopy structure on shortwave radiation reflection and extinction and net radiation attenuation in a boreal forest. The study focused on clear sky conditions, which are common during winter in the continental boreal forest. Intercepted snow was found to have no influence on the clear-sky albedo of the canopy, the extinction of short wave radiation by the canopy or ratio of net radiation at the canopy top to that at the surface snow cover. Because of the low albedo of the snow-covered canopy, net radiation at the canopy top remains positive and a large potential source of energy for sublimation. The canopy albedo declines somewhat as the extinction efficiency of the underlying canopy increases. The extinction efficiency of short wave radiation in the canopy depends on solar angle because of the approximately horizontal orientation of pine branches. For low solar angles above the horizon, the extinction efficiency is quite low and short wave transmissivity through the canopy is relatively high. As the solar angle increases, extinction increases up to angles of about 50°, and then declines. Extinction of short wave radiation in the canopy strongly influences the attenuation of net radiation by the canopy. Short wave radiation that is extinguished by branches is radiated as long wave, partly downwards to the snow cover. The ratio of net radiation at the canopy top to that at the snow cover surface increases with the extinction of short wave radiation and is negative for low extinction efficiencies. For the pine canopy examined, the daily mean net radiation at the snow cover surface became positive when daily mean solar angles exceeded 22° in late March. Hence, canopy structure and solar angle control the net radiation at the snow cover surface during clear sky conditions and will govern the timing and rate of snowmelt. Models of intercepted snow sublimation and forest snowmelt could beneficially incorporate the canopy radiation balance, which can be extrapolated to stands of various canopy densities, coverage and heights in a physically based manner. Such models could hence avoid ‘empirical’ temperature index measures that cannot be extrapolated with confidence.  相似文献   

珠穆朗玛峰北坡海拔6523m辐射平衡观测结果分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

蒋友严  任贾文  秦翔  谢爱红  王叶堂 《冰川冻土》2007,29(4):589-594

利用2005年5月1日至7月22日在东绒布冰川海拔6523m的若普拉垭口架设的自动气象站获得的各辐射参数资料,分析了该地区总辐射、地面反射辐射、地面长波辐射、天空长波辐射的日平均变化和平均日变化,并计算了反射率和辐射平衡.结果表明:1)短波辐射的平均日变化都随着太阳高度角的增大而加强,并且总辐射和地面反射辐射的日平均变化有很好的相关性,观测期间二者的月平均值都在5月份最大.由于垭口新降雪较多,雪面的反射率也很高;2)天空长波辐射的平均日变化比地面长波辐射变化滞后2 h,且其日平均变化幅度比地面长波辐射的变化幅度大;3)净辐射的平均日变化随着太阳高度角的变化而变化,下午14:00时净辐射最大,其日平均变化在观测期间整体上有增大趋势.  相似文献   

乌梁素海湖冰晴天反照率日变化特征的统计模型比较和分析     

汤明光  李志军  卢鹏  曹晓卫  李国玉  Lepparanta Matti  Arvola Lauri  石利娟 《湖泊科学》2020,32(6):1858-1868

乌梁素海湖冰晴天反照率日变化具有双峰特征,利用当地太阳高度角同经纬度和儒历的关系,归一化到北京时,依此表达湖冰反照率日变化规律.基于具有指数函数形式的拉普拉斯、高斯、耿贝尔和柯西4种概率密度分布函数建立线性组合模型,对日出后到日落前太阳高度角大于5°时段内的反照率日变化数据进行拟合,发现拉普拉斯密度分布函数组合是最佳统计模型.它既能拟合太阳高度角大于5°时间范围内反照率日变化曲线的双峰特征,又能反映太阳高度角大于15°时间范围内反照率日变化曲线双峰之间的U型分布.该模型不仅形式简单,而且意义明确：尺度参数约为日长的一半,双峰位置与日出时刻关系密切;同时能体现2个反照率峰值的不对称性.为发展不同地区湖冰反照率日变化参数化方案奠定基础.  相似文献   

青藏高原腹地多年冻土区地表反照率的季节变化及主要影响因子     

孙琳婵  赵林  李韧  肖瑶 《山地学报》2020,(1):9-18

准确获取青藏高原地表反照率的季节变化特征对高原地表能水循环研究具有重要意义。本文利用青藏高原多年冻土区西大滩和唐古拉2007年的气象及辐射数据,运用相关分析方法研究了太阳高度角、积雪及活动层冻融过程对地表反照率变化的影响。结果显示:冷暖季降雪过程中地表反照率的变化差异较明显;地表无积雪覆盖期间,地表反照率与气温和表层土壤含水量呈反相关关系。利用多元回归分析法构建了以积雪日数和气温为影响因子的月均地表反照率计算回归方程,经检验与观测值对比平均相对误差为7.1%,可用于青藏高原北部地表反照率的估算。  相似文献   

2000—2015年北极夏季反照率变化及其与海冰密集度的关系     

王诗云  庞小平  季青 《测绘与空间地理信息》2020,(1):23-26,31

作为影响极区热平衡的关键因素,北极反照率会对北极气候与环境变化产生重要影响。采用CLARA-A2-SAL(The CM SAF Cloud,Albedo and Radiation)反照率产品分析2000—2015年北极夏季反照率月尺度和年尺度的时空变化,并探索北极反照率与海冰密集度的关系。结果表明,近15年间北极夏季反照率降幅达到12.20%,8月反照率下降趋势最显著,每10年减少0.040;随着海冰的融化,北极夏季反照率发生由高到低的变化;北极中央密集冰区与周边海域的反照率变化呈现出显著的空间差异性;北极反照率与海冰密集度呈稳定的正相关。研究北极反照率的时空变化及其影响因素可为解释海冰变化成因、预测北极海冰变化趋势提供参考。  相似文献   

机载WIDAS地表观测的BRDF原型反演算法验证   总被引：1，自引：1，他引：0  

何丹丹  焦子锑  董亚冬  张小宁  张虎  丁安心 《遥感学报》2019,23(4):620-629

地表反照率表征地面对太阳辐射的反射能力,在地表能量平衡中起着重要的作用。2008年黑河的WATER实验中,针对机载红外广角双模式成像仪(WIDAS)观测角度小的特点,发展了一种基于MODIS二向性反射分布函数(BRDF)原型估算WIDAS反照率的算法。然而,在2012年黑河HiWATER实验中,WIDAS的观测角度范围由早期30°观测天顶角升级为最大观测天顶角52°,这一改造对数据预处理(辐射定标、大气校正和多角度配准)产生影响,使WIDAS数据出现明显的噪声,为WIDAS地表反照率的反演带来新挑战。针对新问题,采用新的地表观测数据,进一步验证了BRDF原型算法反演机载WIDAS反照率的能力。为了获取准实时BRDF先验知识,基于核驱动模型和各向异性平整指数(AFX)首先准实时提取了实验区5种MODIS的BRDF原型;然后,将其作为先验知识应用到黑河WIDAS机载数据的反照率反演中;最后,利用实验区的反照率实测数据进行算法验证。本研究比较了3个算法处理该问题的能力:(1)基于BRDF原型作为先验知识的算法;(2)完全基于核驱动的全反演算法;(3)基于朗伯假设的方法,通过算法对比分析,可更好地分析验证算法(1)的性能。结果表明:(1)BRDF原型算法反演精度最高且稳定,尤其是当观测数据位于垂直主平面时,全反演算法由于缺少大角度观测数据的约束,更容易出现异常值;BRDF原型算法的最大绝对误差为0.034,相对于全反演算法和朗伯假设方法精度分别提高了约18%和71%;(2)针对2012年黑河机载WIDAS观测噪声较大的新问题,BRDF原型反演算法表现出了良好的抗噪声性能。通过对WIDAS反照率反演和验证进一步表明,在多角度观测数据信息量不足以进行全反演,且观测受噪声影响较大时,BRDF原型作为先验知识,提供了一种有效解决该问题的手段,对提高反照率反演的精度、增强反演的稳定性有重要作用。  相似文献   

业务化MODIS BRDF模型对冰雪BRDF/反照率的反演能力评估     

丁安心  焦子锑  董亚冬  张小宁  何丹丹  崔磊  尹思阳  常雅轩 《遥感学报》2019,23(6):1147-1158

全球MODIS冰雪反照率产品在定量遥感中有着广泛应用,但由于该产品的业务化算法是建立在表征植被—土壤系统基础上的罗斯表层(RT)李氏稀疏互易核(LSR)的二向性反射分布函数(BRDF)模型(简称为RTLSR),因此该模型对冰雪的二向性反射及反照率的反演能力有待评估。本文基于地球反射极化和方向测量仪(POLDER)的多角度冰雪反射率数据,综合评估了RTLSR模型在表征冰雪二向反射及反演反照率等方面的能力。为量化评估结果,本研究基于渐进辐射传输(ART)模型,从POLDER冰雪数据中筛选出高质量数据,使用ART模型拟合的高质量结果作为参考,比较结果表明:(1)在表征冰雪方向性散射方面,RTLSR模型整体拟合精度较低。在1020 nm波段,其均方根误差(RMSE)最大可达到0.0498,相较于ART模型的拟合结果偏高了约53.70%;(2)在反演冰雪反照率方面,RTLSR模型与ART模型反演结果也存在差别,其决定系数为0.529,均方根误差为0.0333,偏差为-0.0274,基于RTLSR模型的反演结果低估了ART模型的反演结果。为了使核驱动模型能更准确地表征冰雪BRDF特征和反演反照率,该模型需要针对冰雪散射特点进行进一步的发展。  相似文献   

2018年北极太平洋区域夏季海冰物理及光学性质的研究   总被引：2，自引：1，他引：1  

曹晓卫  卢鹏  雷瑞波  王庆凯  李志军 《海洋学报(英文版)》2020,39(9):25-37

The reduction in Arctic sea ice in summer has been reported to have a significant impact on the global climate. In this study, Arctic sea ice/snow at the end of the melting season in 2018 was investigated during CHINARE-2018, in terms of its temperature, salinity, density and textural structure, the snow density, water content and albedo, as well as morphology and albedo of the refreezing melt pond. The interior melting of sea ice caused a strong stratification of temperature, salinity and density. The temperature of sea ice ranged from –0.8℃ to 0℃, and exhibited linear cooling with depth. The average salinity and density of sea ice were approximately 1.3 psu and 825 kg/m~3, respectively, and increased slightly with depth. The first-year sea ice was dominated by columnar grained ice. Snow cover over all the investigated floes was in the melt phase, and the average water content and density were 0.74% and 241 kg/m~3, respectively. The thickness of the thin ice lid ranged from 2.2 cm to 7.0 cm, and the depth of the pond ranged from 1.8 cm to 26.8 cm. The integrated albedo of the refreezing melt pond was in the range of 0.28–0.57. Because of the thin ice lid, the albedo of the melt pond improved to twice as high as that of the mature melt pond. These results provide a reference for the current state of Arctic sea ice and the mechanism of its reduction.  相似文献