利用MODTRAN3计算我国太阳直接辐射与散射辐射.pdfVIP

维普资讯 第 24卷第 1期 南 京 气 象 学 院 学 报 Vo1．24No．1 2001年 3月 JournalofNanjingInstituteofMeteorology M mr．2001 利用 MODTRAN 3计算我 国太 阳直接辐射和散射辐射 傅炳珊” 陈渭 民” 马 丽 (南京气 象学院 1)电子信息与应用翱理系 ；2)计算机科学与拄术系 ，南京 210044) 摘 要 根据光 的多次散 射 理论—— 离散 纵标 法，利用我 国 国家一级辐射 测 站 的大 气廓线 ，计算 出晴空大气观测波段不 同高度上 的太 阳直接辐射和 向下散射辐射 。将模 式输 出的地 面辐射值与地 面辐射观测资料进行 比较 ，对 不 同高度 的太 阳直接 辐射和 向下散射辐射 以厦 日变化进 行 了讨 论 。最 终 目的是直接 由M0DTRAN 3计 算我 国 辐射 空 白站 的地 面辐射值 ，以弥补我 国辐射 站稀 少，时空分布短缺的不足 。 关键词 MODTRAN 3，太 阳直接辐射 ，太 阳向下散射辐射 ，时空分布 分类号 P422 近年来 ，与大气辐射传输 有关 的应用 需求增 长极快 ，使 大气辐 射传输 的过程研 究 ，包 括 理 论研 究、实验 室测量 、野外观 测 和验证 试验 等与 定量 化算法研 究获得 蓬勃发展 ，发展 了不少 理 论 和 方 法 。当前 国 际 国 内已有 多种 大气 辐 射 传 输 的模 式 与算 法 ，就低 分 辨 率 (分 辨 率 ≥ 20em_。)大气辐 射传 输模式 (LOWTRAN)而言 ，美 国空军地 球物 理 实验 室 (AFGL)主编 的低 分辨 率透过 率计算模式 (LOW TRAN)程序是 公认 的有效而方 便的算法 。LOWTRAN 从 一开 始就 是为应 用而建 ，在 20多年 的发展过程 中不断扩 充和修 订基础 资料 ，改进算法 ，增加可计算 的辐 射传输 结果 ，从原 意义上 的 “低 分辨 率大气透 过率计 算模式 ”扩展 到 目前 能导 出复杂 天气 条件 下多种辐 射传输 量 的 “低分辨率 大气辐射传输 计算模 式 ，提供 了许 多新 的应 用可 能性 ，已 被国际上许多应 用专 家广泛 应用 于各 自的实 际问题 它的主要用途 是为 了军事和遥感 的工程 应用 ，以 20ern_。的光谱 分辨率 的单参 数带模式计 算 0～50000cFII_。的大气透过 率 、大气背 景 辐射 、单次散 射的阳光和 月光辐 射亮度 。中光谱 分辨率大气辐射传 输 模式 (MODTRAN)较之 LOWTRAN 不但 提 高 了光谱分辨 率 ，而且还 包 括 了多次散 射辐射传输 精 确算法—— 离散 纵 标 法 ，对有散射 大气 的辐射传 输如太 阳短波辐射 ，比LOWTRAN 中的二流近 似算法 有更 高的 精度 和更大 的灵活性 。近 年来 ，Stamnes等 展 的离散纵标 法计算程序包——D1SORT对传 统 的基 于 Chandrasekhar公式 的计算方 法作 了改进 ，用标准矩 阵解 法直接 由齐 次微分方程组 求特征值 ，提 高 了计算 效率 。许 多研 究对 这一程序 包进 行 了广 泛的试验并将 之 与标 准算法对 比，认 为它是较精确 的计算程序 包 ]。本文在其他 研究 的基础 上 ，利用 MODTRAN 3中分辨率 大气辐射传 输模 式计算 我 国夏 、秋季 晴空条件 下各高度上 的太阳辐射 ，以弥补 我国辐射站稀少 及太 阳辐射 资料 时空分布 匮乏 的不足 收蔫 日期 ：2000-0619I改 回 日期 ：2000 11—30 第一作者倚舟 ：傅炳珊 ，女 ，1967年 4月生 ，硬 士 ，工程 师 ，现在 }可北省石索庄 市气 象局工作 维普资讯 52 南京气 象学 院学报 24卷 1 辐射传输及离散纵标法