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基于辐射观测的透射率比值云量反演方法验证

王天河  黄建平  
【摘要】:云仍是全球气候变化研究中最大的不确定性源,通过气候反馈所引起的云量的变化很可能是气候变化的信号之一。云量的较高时间精度和空间分辨率的精确监测是非常关键的。在该研究中,我们利用中美沙尘暴联合观测实验期间多滤波旋转影带辐射仪的光谱辐射观测,采用基于辐射观测的光谱透射率比值方法对兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)、景泰和张掖站上空的云量进行反演,同时对比全天空成像仪(TSI)的实时观测,进一步验证该反演方法在我国西北地区的实用性。该方法主要基于云和晴天气溶胶的光谱特征来区分天空云分数(即云量)。正如在我们的敏感性实验和实际观测比较验证中所表现的,所选择波段的透射比对太阳天顶角和主要的大气气体吸收是不敏感的。由于利用当地云天背景的判断过程,比值方法的反演则不依赖于仪器的绝对校正,与云和气溶胶光学特性的变化仅表现出微弱的关系,因此有效地减小了反演的不确定性。该比值反演方法一旦考虑当地的云天背景,通过敏感性研究和实际观测比较发现其不确定性小于10%。由于窄带光谱辐射计观测目前非常广泛,这个简单的比值方法将本质上增强云量观测的能力。

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