不同冰晶散射模型对冰云参数反演及地表短波辐射估算的影响
这是一篇关于冰晶散射模型,双层云,云参数,反演,地表短波辐射的论文, 主要内容为云在全球能量和水循环中起着重要的作用,是地-气系统不可缺少的组成部分。从全球尺度来看,云量及云光学、微物理特性的一些细微的变化都可能会对气候系统产生显著的影响。因此云的时空分布特征、云光学和微物理特性的研究对云辐射特性的准确估算以及对地表辐射收支及气候变化的可能影响的研究具有重要意义。利用卫星遥感技术可以获取云的时空分布特征,同时结合大气辐射传输理论可以反演云光学和微物理特性参数。然而,云参数的遥感反演中冰云和多层云的反演精度还存在很大的不确定性,导致后续估算地表太阳辐射收支出现误差。本文利用2016年12月-2017年11月期间的Himawari-8二级云光学和微物理参数(光学厚度,粒子有效半径等)产品,提取了Himawari-8全盘范围内冰云和多层云参数,分析其时空分布特征。通过分析得知2016年12月-2017年11月冰云与多层云云量由大到小依次为夏季、冬季、春季、秋季。冰云出现频率在10oN10oS范围内最高,大部分区域可达45%以上,赤道附近多层云出现频率最高,大部分区域在25%-35%之间。为把握不同的冰晶散射模型对单层冰云和双层云参数反演以及对地表短波辐射估算的影响,引入RSTAR辐射传输模式分析了冰晶散射模型,卫星观测辐亮度和地表短波辐射对不同云参数、太阳天顶角以及卫星观测角等的敏感性。在此基础上根据CALIPSO观测到的双层云叠盖情况,采用构建查找表法(LUT)估算了不同相态和冰晶散射模型组合的双层云对云参数反演以及估算地表短波辐射带来的误差,得出如下主要结论:(1)在假设为单层冰云情况下,不同云相态计算的大气顶辐亮度随太阳天顶角的增加呈减少趋势,地表短波辐射则呈急速减少趋势而随着地表反照率的增加呈增加趋势;不同冰晶模型计算的大气顶辐亮度随太阳天顶角的增加呈减少趋势,而随卫星天顶角的增加呈上升趋势,地表短波辐射随太阳天顶角的增加呈急速减少趋势;不同有效粒子半径的水云计算的辐亮度随光学厚度的增加呈增加趋势,地表短波辐射则呈减少趋势。(2)在假设为双层云情况下,对于卫星观测到的相同大气顶辐亮度:冰晶散射模型为椭球形时,反演得到的水云与冰云光学厚度差值较小,从而计算的地表短波辐射差值也较小,相对误差为1.91%;而冰晶散射模型为六角柱时反演得到的水云与冰云光学厚度差异非常大,当辐亮度值为214.1 W/m2.μm.sr时,相对误差最大值为56.31%。探讨不同冰晶散射模型对云参数反演与地表短波太阳辐射估算的影响以及准确把握双层云所导致的反演误差有助于加深我们对云在全球气候变化作用中的理解,并对提高或改进利用卫星反演云参数算法提供参考依据。
江淮地区对流系统特征及青藏高原东移对流系统对江淮降水的影响
这是一篇关于高原东移 CS,江淮降水,云参数,日变化的论文, 主要内容为本文利用国际卫星云气候计划(ISCCP)的深对流路径跟踪资料数据集(CT),提取出1998-2007年共10年间影响江淮地区的对流系统(CS)进行统计,按其生成地的不同分为5个区域,对CS的时空分布和各个源地CS参数特征进行了统计分析,结果表明:影响江淮地区的CS主要集中在春夏两季,大多生成于江淮本地及我国中西部地区,呈现以江淮地区为中心的带状分布特征。受气候条件与地形地貌的共同作用,各源地CS参数特征差异显著,总体来说CS的水平尺度越大,其生命史、对流云团数目及水平云温度梯度也越大。提取出CT数据集中影响江淮地区的青藏高原东移对流系统(CS),分析了高原东移CS在整个生命史过程中云物理属性的发展演变情况,着重分析了高原东移CS进入江淮区域后云物理属性的变化以及其对江淮区域降水的贡献。结果表明:能够东移影响江淮地区CS的源地均在90°E以东青藏高原区域,高原东移CS的生命史绝大部分集中在150 h以内,生命史较长的CS倾向于有较大的对流系统半径、较大的对流云团(CC)半径和更低的最低云顶亮温。90%以上的高原东移CS影响江淮区域的时间都在12h以内,进入江淮区域后CS有新的发展。源自青藏高原的CS中约94.21%在东移到江淮区域内产生降水,其降水强度平均值约为1.64 mm/3h;高原东移CS在江淮区域降水总体呈现东南多,西北少的空间分布,主要降水的区域在江淮区域西南部长江流域、大别山山区及黄山山区,其北部平原区域较少,前者约为后者的2倍;高原东移CS在江淮区域降水日变化明显,降水主要集中在地方时中午11时到夜间23时,凌晨及上午降水较少。高原东移CS在江淮区域降水春季次数多而降水强度小,夏季次数少而降水强度大,对我国江淮地区的灾害作用主要表现春夏季带来的直接降水灾害。
不同冰晶散射模型对冰云参数反演及地表短波辐射估算的影响
这是一篇关于冰晶散射模型,双层云,云参数,反演,地表短波辐射的论文, 主要内容为云在全球能量和水循环中起着重要的作用,是地-气系统不可缺少的组成部分。从全球尺度来看,云量及云光学、微物理特性的一些细微的变化都可能会对气候系统产生显著的影响。因此云的时空分布特征、云光学和微物理特性的研究对云辐射特性的准确估算以及对地表辐射收支及气候变化的可能影响的研究具有重要意义。利用卫星遥感技术可以获取云的时空分布特征,同时结合大气辐射传输理论可以反演云光学和微物理特性参数。然而,云参数的遥感反演中冰云和多层云的反演精度还存在很大的不确定性,导致后续估算地表太阳辐射收支出现误差。本文利用2016年12月-2017年11月期间的Himawari-8二级云光学和微物理参数(光学厚度,粒子有效半径等)产品,提取了Himawari-8全盘范围内冰云和多层云参数,分析其时空分布特征。通过分析得知2016年12月-2017年11月冰云与多层云云量由大到小依次为夏季、冬季、春季、秋季。冰云出现频率在10oN10oS范围内最高,大部分区域可达45%以上,赤道附近多层云出现频率最高,大部分区域在25%-35%之间。为把握不同的冰晶散射模型对单层冰云和双层云参数反演以及对地表短波辐射估算的影响,引入RSTAR辐射传输模式分析了冰晶散射模型,卫星观测辐亮度和地表短波辐射对不同云参数、太阳天顶角以及卫星观测角等的敏感性。在此基础上根据CALIPSO观测到的双层云叠盖情况,采用构建查找表法(LUT)估算了不同相态和冰晶散射模型组合的双层云对云参数反演以及估算地表短波辐射带来的误差,得出如下主要结论:(1)在假设为单层冰云情况下,不同云相态计算的大气顶辐亮度随太阳天顶角的增加呈减少趋势,地表短波辐射则呈急速减少趋势而随着地表反照率的增加呈增加趋势;不同冰晶模型计算的大气顶辐亮度随太阳天顶角的增加呈减少趋势,而随卫星天顶角的增加呈上升趋势,地表短波辐射随太阳天顶角的增加呈急速减少趋势;不同有效粒子半径的水云计算的辐亮度随光学厚度的增加呈增加趋势,地表短波辐射则呈减少趋势。(2)在假设为双层云情况下,对于卫星观测到的相同大气顶辐亮度:冰晶散射模型为椭球形时,反演得到的水云与冰云光学厚度差值较小,从而计算的地表短波辐射差值也较小,相对误差为1.91%;而冰晶散射模型为六角柱时反演得到的水云与冰云光学厚度差异非常大,当辐亮度值为214.1 W/m2.μm.sr时,相对误差最大值为56.31%。探讨不同冰晶散射模型对云参数反演与地表短波太阳辐射估算的影响以及准确把握双层云所导致的反演误差有助于加深我们对云在全球气候变化作用中的理解,并对提高或改进利用卫星反演云参数算法提供参考依据。
江淮地区对流系统特征及青藏高原东移对流系统对江淮降水的影响
这是一篇关于高原东移 CS,江淮降水,云参数,日变化的论文, 主要内容为本文利用国际卫星云气候计划(ISCCP)的深对流路径跟踪资料数据集(CT),提取出1998-2007年共10年间影响江淮地区的对流系统(CS)进行统计,按其生成地的不同分为5个区域,对CS的时空分布和各个源地CS参数特征进行了统计分析,结果表明:影响江淮地区的CS主要集中在春夏两季,大多生成于江淮本地及我国中西部地区,呈现以江淮地区为中心的带状分布特征。受气候条件与地形地貌的共同作用,各源地CS参数特征差异显著,总体来说CS的水平尺度越大,其生命史、对流云团数目及水平云温度梯度也越大。提取出CT数据集中影响江淮地区的青藏高原东移对流系统(CS),分析了高原东移CS在整个生命史过程中云物理属性的发展演变情况,着重分析了高原东移CS进入江淮区域后云物理属性的变化以及其对江淮区域降水的贡献。结果表明:能够东移影响江淮地区CS的源地均在90°E以东青藏高原区域,高原东移CS的生命史绝大部分集中在150 h以内,生命史较长的CS倾向于有较大的对流系统半径、较大的对流云团(CC)半径和更低的最低云顶亮温。90%以上的高原东移CS影响江淮区域的时间都在12h以内,进入江淮区域后CS有新的发展。源自青藏高原的CS中约94.21%在东移到江淮区域内产生降水,其降水强度平均值约为1.64 mm/3h;高原东移CS在江淮区域降水总体呈现东南多,西北少的空间分布,主要降水的区域在江淮区域西南部长江流域、大别山山区及黄山山区,其北部平原区域较少,前者约为后者的2倍;高原东移CS在江淮区域降水日变化明显,降水主要集中在地方时中午11时到夜间23时,凌晨及上午降水较少。高原东移CS在江淮区域降水春季次数多而降水强度小,夏季次数少而降水强度大,对我国江淮地区的灾害作用主要表现春夏季带来的直接降水灾害。
不同冰晶散射模型对冰云参数反演及地表短波辐射估算的影响
这是一篇关于冰晶散射模型,双层云,云参数,反演,地表短波辐射的论文, 主要内容为云在全球能量和水循环中起着重要的作用,是地-气系统不可缺少的组成部分。从全球尺度来看,云量及云光学、微物理特性的一些细微的变化都可能会对气候系统产生显著的影响。因此云的时空分布特征、云光学和微物理特性的研究对云辐射特性的准确估算以及对地表辐射收支及气候变化的可能影响的研究具有重要意义。利用卫星遥感技术可以获取云的时空分布特征,同时结合大气辐射传输理论可以反演云光学和微物理特性参数。然而,云参数的遥感反演中冰云和多层云的反演精度还存在很大的不确定性,导致后续估算地表太阳辐射收支出现误差。本文利用2016年12月-2017年11月期间的Himawari-8二级云光学和微物理参数(光学厚度,粒子有效半径等)产品,提取了Himawari-8全盘范围内冰云和多层云参数,分析其时空分布特征。通过分析得知2016年12月-2017年11月冰云与多层云云量由大到小依次为夏季、冬季、春季、秋季。冰云出现频率在10oN10oS范围内最高,大部分区域可达45%以上,赤道附近多层云出现频率最高,大部分区域在25%-35%之间。为把握不同的冰晶散射模型对单层冰云和双层云参数反演以及对地表短波辐射估算的影响,引入RSTAR辐射传输模式分析了冰晶散射模型,卫星观测辐亮度和地表短波辐射对不同云参数、太阳天顶角以及卫星观测角等的敏感性。在此基础上根据CALIPSO观测到的双层云叠盖情况,采用构建查找表法(LUT)估算了不同相态和冰晶散射模型组合的双层云对云参数反演以及估算地表短波辐射带来的误差,得出如下主要结论:(1)在假设为单层冰云情况下,不同云相态计算的大气顶辐亮度随太阳天顶角的增加呈减少趋势,地表短波辐射则呈急速减少趋势而随着地表反照率的增加呈增加趋势;不同冰晶模型计算的大气顶辐亮度随太阳天顶角的增加呈减少趋势,而随卫星天顶角的增加呈上升趋势,地表短波辐射随太阳天顶角的增加呈急速减少趋势;不同有效粒子半径的水云计算的辐亮度随光学厚度的增加呈增加趋势,地表短波辐射则呈减少趋势。(2)在假设为双层云情况下,对于卫星观测到的相同大气顶辐亮度:冰晶散射模型为椭球形时,反演得到的水云与冰云光学厚度差值较小,从而计算的地表短波辐射差值也较小,相对误差为1.91%;而冰晶散射模型为六角柱时反演得到的水云与冰云光学厚度差异非常大,当辐亮度值为214.1 W/m2.μm.sr时,相对误差最大值为56.31%。探讨不同冰晶散射模型对云参数反演与地表短波太阳辐射估算的影响以及准确把握双层云所导致的反演误差有助于加深我们对云在全球气候变化作用中的理解,并对提高或改进利用卫星反演云参数算法提供参考依据。
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