再分析辐射资料估算月平均地表反照率
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在钱永甫等发展的 P 2Ρ 混合坐标系大气环流模式中, 地表反照率是依五种不同的下垫 面类型给定的, 如冰雪表面为 015, 沙漠为 014 等[3]。这种取法忽略了地表反照率的季节变 化, 使得模式进行年积分时有局限性。 因此, 需考虑在模式中引入能够反映季节变化的全 球地表反照率。我们从地表反照率最基本的定义出发, 利用 1979 年～ 1995 年 17 年平均的 月平均 N CEP N CA R 再分析辐射资料[4]来估算全球月平均地表反照率, N CEP N CA R 再 分析资料是由美国国家环境预报中心 (N CEP ) 和美国国家大气研究 (N CA R ) 中心自 1991 年开始联合进行的 40 年 (1958～ 1997) 大气资料再分析研究项目成果。再分析是指将全球 各类资料包括地基观测、 船舶观测、 气球观测、 无线电探空测风观测、 飞机观测、 卫星观 测及其它一些资料, 用统一的资料同化系统进行质量控制和同化。该资料集自 1996 年公开 发行 CD 2ROM 以来, 已在全世界大气科学研究、教育和业务机构得到广泛的应用, N CEP N CA R 40 年大气资料再分析研究项目的成果提供了至今为止最完整、系统和使用方便的大 气资料数据集。
目前确定地表反照率的方法主要有如下几种: 第一种方法是用多频道扫描辐射仪记录
收稿日期: 1998203216; 修订日期: 1998206227 基金项目: 国家自然科学基金重点资助项目 (49735170) [Founda tion item: N ational N atu ral Science Foundation of
第 54 卷第 4 期 1999 年 7 月
地 理 学 报
A CTA GEO GRA PH ICA S IN ICA
文章编号: 037525444 (1999) 0420309209
V o l. 54, N o. 4 J u ly, 1999
用 NCEP NCAR 再分析辐射资料 估算月平均地表反照率
1 引言
地表反照率表征地面对太阳辐射的反射能力, 气候学中对地表反照率的定义是地表面 对太阳辐射的反射通量密度与其上入射通量密度之比, 它决定多少辐射能为下垫面所吸收, 因而是辐射平衡研究中的一个重要参数, 对气候的形成及其变化有重要影响。 在数值模式 中, 地表反照率作为输入参数, 决定着地表面吸收太阳辐射能量的多少, 并影响地表平均 温度, 又由地表温度对地气间的感热、潜热、红外辐射产生影响。颜宏等[1]计算了不同地表 反照率对地面加热场的影响, 他们的数值试验结果表明, 地表反照率对地面加热场有明显 的影响, 所取地表反照率值的合理程度, 决定了数值模式计算中地面非绝热加热作用的正 确程度。 一旦地表反照率不合乎实际情况, 就会造成不真实的非绝热加热效应, 故地表反 照率在数值模式中是一个十分重要的参数。
Байду номын сангаас
张 琼, 钱永甫
(南京大学大气科学系, 南京 210093)
摘要: 本文利用 1979 年～ 1995 年 17 年平均的N CEP N CA R (N a tiona l Cen ter fo r Environm en2 ta l P rediction N a tiona l Cen ter fo r A tm o sp heric R esea rch, 美国国家环境预报中心 美国国家大 气研究中心) 再分析辐射资料估算了全球月平均地表反照率。从所得结果的时空分布来看, 用 N CEP N CA R 辐射资料得到的全球地表反照率基本上正确反映了地球表面下垫面类型的分布 特性及其变化。纬向平均分布显示了全球地表反照率具有明显的年变化, 与其它类似工作相比, 除高纬度海表反照率略为偏高外, 其它地区的分布基本一致。用该资料得到的我国地表反照率 也很好地表征了我国复杂的下垫面特性及其随季节的变化, 其时空分布与国内其他作者的结果 一致, 部分地区数值上略为偏大, 用 1979 年青藏高原气象科学试验观测资料验证后发现, N CEP N CA R 资料得到的青藏高原地区的地表反照率较其它资料更接近观测值。 关 键 词: 月平均地表反照率; N CEP N CA R 再分析资料; 时空分布; 年变化 中图分类号: P42214 文献标识码: A
Ch ina, N o. 49635190 ] 作者简介: 张琼 (19712) , 女, 博士研究生。1996 年于中国科学院兰州高原大气物理研究所获硕士学位, 现主要从
事气候变化和模拟研究, 已发表“关于夏季南亚高压的进一步研究”、“两次南亚高压个例的数值预报研 究”、“边界层参数化对月平均模拟结果的影响”等论文。E2m ail: qianzh2@ netra. n ju. edu. cn
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
310
地 理 学 报 54 卷
不同谱段的辐射场, 然后由辐射场求算反照率; 第二种方法主要分析地基测量资料, 考虑 给定区域内各种类型的下垫面, 依不同的下垫面给出反照率的值, 通常称为分类法; 另外 还利用卫星遥测方法来估计全球的行星反照率, 进而推算地表反照率[2]。这几种方法建立的 地表反照率之间有不同程度的差异, 如辐射场的观测在区分有用的信号与大气噪音 (云、水 汽和气溶胶等) 时有误差; 分类法主观地估算太阳高度、 下垫面粗糙度、 土壤湿度和植被 密度, 这就使不同作者所得的地表反照率甚至地表反照率的纬向平均值都相当分散: 高纬 的最大差异可达 013, 因为给定的海冰面积、融化水等不一致。即使在中低纬, 地表反照率 的纬向平均差异也可达 0106～ 011, 显然空间分布特性会更加不同。
本文将分析由再分析资料得到的全球地表反照率的时空分布特征, 并同 H umm el 等[5] 用一全球地表反照率模式获得的结果进行比较, 同时也与国内作者计算的我国地表反照率 分布[6]相比, 以确证用该资料计算的月平均地表反照率的大小和分布较符合实际并可以运 用到模式中进行气候场季节变化的研究。
目前确定地表反照率的方法主要有如下几种: 第一种方法是用多频道扫描辐射仪记录
收稿日期: 1998203216; 修订日期: 1998206227 基金项目: 国家自然科学基金重点资助项目 (49735170) [Founda tion item: N ational N atu ral Science Foundation of
第 54 卷第 4 期 1999 年 7 月
地 理 学 报
A CTA GEO GRA PH ICA S IN ICA
文章编号: 037525444 (1999) 0420309209
V o l. 54, N o. 4 J u ly, 1999
用 NCEP NCAR 再分析辐射资料 估算月平均地表反照率
1 引言
地表反照率表征地面对太阳辐射的反射能力, 气候学中对地表反照率的定义是地表面 对太阳辐射的反射通量密度与其上入射通量密度之比, 它决定多少辐射能为下垫面所吸收, 因而是辐射平衡研究中的一个重要参数, 对气候的形成及其变化有重要影响。 在数值模式 中, 地表反照率作为输入参数, 决定着地表面吸收太阳辐射能量的多少, 并影响地表平均 温度, 又由地表温度对地气间的感热、潜热、红外辐射产生影响。颜宏等[1]计算了不同地表 反照率对地面加热场的影响, 他们的数值试验结果表明, 地表反照率对地面加热场有明显 的影响, 所取地表反照率值的合理程度, 决定了数值模式计算中地面非绝热加热作用的正 确程度。 一旦地表反照率不合乎实际情况, 就会造成不真实的非绝热加热效应, 故地表反 照率在数值模式中是一个十分重要的参数。
Байду номын сангаас
张 琼, 钱永甫
(南京大学大气科学系, 南京 210093)
摘要: 本文利用 1979 年～ 1995 年 17 年平均的N CEP N CA R (N a tiona l Cen ter fo r Environm en2 ta l P rediction N a tiona l Cen ter fo r A tm o sp heric R esea rch, 美国国家环境预报中心 美国国家大 气研究中心) 再分析辐射资料估算了全球月平均地表反照率。从所得结果的时空分布来看, 用 N CEP N CA R 辐射资料得到的全球地表反照率基本上正确反映了地球表面下垫面类型的分布 特性及其变化。纬向平均分布显示了全球地表反照率具有明显的年变化, 与其它类似工作相比, 除高纬度海表反照率略为偏高外, 其它地区的分布基本一致。用该资料得到的我国地表反照率 也很好地表征了我国复杂的下垫面特性及其随季节的变化, 其时空分布与国内其他作者的结果 一致, 部分地区数值上略为偏大, 用 1979 年青藏高原气象科学试验观测资料验证后发现, N CEP N CA R 资料得到的青藏高原地区的地表反照率较其它资料更接近观测值。 关 键 词: 月平均地表反照率; N CEP N CA R 再分析资料; 时空分布; 年变化 中图分类号: P42214 文献标识码: A
Ch ina, N o. 49635190 ] 作者简介: 张琼 (19712) , 女, 博士研究生。1996 年于中国科学院兰州高原大气物理研究所获硕士学位, 现主要从
事气候变化和模拟研究, 已发表“关于夏季南亚高压的进一步研究”、“两次南亚高压个例的数值预报研 究”、“边界层参数化对月平均模拟结果的影响”等论文。E2m ail: qianzh2@ netra. n ju. edu. cn
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
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地 理 学 报 54 卷
不同谱段的辐射场, 然后由辐射场求算反照率; 第二种方法主要分析地基测量资料, 考虑 给定区域内各种类型的下垫面, 依不同的下垫面给出反照率的值, 通常称为分类法; 另外 还利用卫星遥测方法来估计全球的行星反照率, 进而推算地表反照率[2]。这几种方法建立的 地表反照率之间有不同程度的差异, 如辐射场的观测在区分有用的信号与大气噪音 (云、水 汽和气溶胶等) 时有误差; 分类法主观地估算太阳高度、 下垫面粗糙度、 土壤湿度和植被 密度, 这就使不同作者所得的地表反照率甚至地表反照率的纬向平均值都相当分散: 高纬 的最大差异可达 013, 因为给定的海冰面积、融化水等不一致。即使在中低纬, 地表反照率 的纬向平均差异也可达 0106～ 011, 显然空间分布特性会更加不同。
本文将分析由再分析资料得到的全球地表反照率的时空分布特征, 并同 H umm el 等[5] 用一全球地表反照率模式获得的结果进行比较, 同时也与国内作者计算的我国地表反照率 分布[6]相比, 以确证用该资料计算的月平均地表反照率的大小和分布较符合实际并可以运 用到模式中进行气候场季节变化的研究。