晴空少云状况下紫外辐射强度及指数预报模式.pdf

分会场S6 1晴空少云状况下紫外辐射强度及指数预报模式 傅昺珊 (石家庄市气象局 石家庄 050081) 摘 要 在大气辐射传输理论的基础上 利用中分辨率大气辐射传输模式(MODTRAN3)应用可测 得的大气物理参数 建立晴空或少云天气状况下石家庄市紫外波段(280nm400nm)辐射强度 及指数预报模式 考虑了臭氧的两个吸收带 晴空条件下的散射主要考虑了分子和气溶胶的 多次散射 少云时还考虑了云对紫外辐射的影响 其中多次散射的计算采用了离散坐标法 且对由于臭氧实时资料的短缺造成的误差进行了系统订正 并将订正结果与实况资料进行了 对比 结果表明 由模式客观预报紫外辐射强度是可行的 关键词: 晴空少云 紫外线辐射强度预报 紫外线辐射指数预报 臭氧 系统订正 引 言 近十多年来 人们过度接受紫外线的辐射 皮肤黑瘤 非黑瘤皮肤癌及白内 [1] 障的病例数量激增 全世界53%的失明病是由白内障引起的 面对过度的紫外 线辐射造成的严重后果 有关国际组织和许多国家政府要求采取有效措施以减少 过度紫外线辐射的危害 中国气象局明文规定从2000年5月 1日起 各省市局 要对紫外线辐射强度做规范化的预报 并适当提醒大众做好紫外线的防护 天气 状况决定了紫外线的辐射强度 有云的天气下 云对紫外线的衰减起决定作用 由于不同种类不同高度的云对辐射的吸收 散射和反射有很大差别 加之云的类 别十分复杂,所以本文主要研究晴空少云情况下的太阳紫外辐射 对某一特定地 区特定时间来说 晴空少云状况下影响到达地表的紫外辐射量的主要因素有 臭 氧 地表面的反射率 对流层的气溶胶 云 确定到达地面的紫外线辐射量 国 际上采用两种办法 一种是地面仪器测量 另一种是辐射传输模式推算法 预报 手段分统计和模式计算两种 国内对紫外辐射的研究包括紫外辐射的卫星遥感测 [2-3] 量 地面观测等 王普才等 探讨了对地面紫外辐射的影响因素 指出臭氧总 量 臭氧的垂直分布在一定程度上影响到达地面的紫外辐射 并将紫外辐射光谱 辐照度的模式计算结果与实测值进行了比较 结果表明 地面紫外辐射水平也可 以利用其它大气观测资料通过模式计算间接得到 本文根据大气辐射传输理论 在中分辨率大气辐射传输模式的基础上 应用 各种可测得的实际大气物理参数 建立石家庄市晴空或少云天气状况下紫外波段 (280nm400nm)辐射强度预报模式 考虑到目前日常业务中 难以得到臭氧的实 时廓线 故此模式计算时采用美国标准大气的臭氧资料 然后对由于臭氧资料的 文章发表在南京气象学院学报2002Vol.25 No.3 321-327 基金项目 国家自然科学基金项 短缺造成的误差进行系统订正 预报实效是上午 10时前做出当天紫外线强度及 指数预报 并将模式计算结果与实况资料进行了对比 1 影响大气紫外辐射传输的因子 1.1主要吸收气体臭氧 大气中臭氧主要分布在 1050km高度层 极大值在2025km高度层 对流 层的臭氧只占整层大气臭氧量的十分之一以下 而且臭氧总量有明显的地区变化 和季节变化 其范围从 200450Du当臭氧洞出现时 臭氧总量可能更少 臭 氧在紫外波段有两个明显的吸收带 1 0.2 ~ 0.3mm 的Hartley哈特利 吸 收带 2 0.3 ~ 0.36 mm 的Huggins赫金斯 带 [4] 对于臭氧紫外波段 0.2 ~ 0.4mm 的吸收带 Lacis等 (1974)提出的太阳 辐射吸收百分率的经验解析表达式分别为 UV 1.082x 0.0658 Ao3 (x) 0 .805 3 1) ( (1 138.6) 1 (103.6x