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兰州地区气溶胶光学厚度和地面总辐射强迫反演研究

段丽洁  
【摘要】:本文进行了兰州地区气溶胶光学厚度的反演及气溶胶辐射效应的模拟研究。采用11天的MODIS资料和Kaufman扩展的暗像元法,通过6S辐射传输模式,反演了兰州地区1万km~2范围波长550nm气溶胶光学厚度。将反演结果与地面多波段太阳光度计观测分析值进行了比较,对误差进行了定量估计。在此基础上,利用反演的气溶胶光学厚度和6S模拟计算地面总辐射通量,估计辐射强迫。首先,将模拟的兰州大学本部和榆中校区一天中不同时次地面总辐射通量与观测值进行比较。然后,进行地面总辐射强迫的模拟试验。本文工作为我国西北地区气溶胶光学厚度的反演积累了经验,并对气溶胶辐射强迫进行了有益的探索。 (1) 将反演的11天兰州大学本部测点的550nm光学厚度与光度计观测分析值比较可知,其中有10天反演误差都在合理的范围内,有1天反演误差较大。11天兰大本部点平均光学厚度反演值为0.366,观测值为0.355,相对误差为3.1%。 (2) 从11天550nm光学厚度分布看,兰州市区都有一个很明显的光学厚度大值区;临夏市和一些县城所在地也常常是光学厚度高值中心。在固体水和液体水表面,反演出现了不合理现象。 (3) 模拟的兰大本部和榆中校区一天中不同时次地面总辐射与观测值的变化趋势基本符合;总体看来,模拟值与观测值误差较小。 (4) 兰大本部不同时次的光学厚度都大于榆中校区的,而相应的地面总辐射都小于榆中校区的。一天中,两地总辐射之差绝对值最大112.7 W/m~2,最小10.8W/m~2。 (5) 11天地面总辐射强迫分布和光学厚度分布一致,光学厚度大的地方,地面总辐射强迫也大,地面总辐射强迫为负值;11天中,兰大本部点地面总辐射强迫绝对值最大92.0 W/m~2,相对无气溶胶时减少了10.6%,最小的也有51.6W/m~2,相对无气溶胶时减少了5.5%;1有4天到达地面的总辐射模拟值和观测值比较接近。


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