一种利用地基高光谱干涉仪AERI 遥感云底等效高度和等效发射率的方法
摘要
基于地基红外干涉仪AERI 高光谱辐射观测资料, 选用美国能源部大气辐射计划(ARM)与中方合作的ARM流动观测系统(AMF)2008 年在寿县的观测资料, 利用逐线积分模式LBLRTM 正演地面接收的大气窗区向下辐射, 将数值模拟与实际谱线进行对比. 当模拟值与AERI 观测值的差大于3 mW (cm<sup>2</sup> sr cm<sup>-1</sup>)<sup>-1</sup> 时, 判定天空中有云, 反之则无云. 在此基础上, 本文发展了一套反演天顶方向上等效云底高度和等效云底发射率的新方法: 1) 在模式中将天顶方向上的真实云假设为单层等温黑体云, 反演等效云底高度<italic>H</italic><sub>e</sub>, 使得云底高度为<italic>H</italic><sub>e</sub> 的黑体云对地面接收的大气窗区向下辐射的贡献与真实云相同. 利用寿县的观测资料验证上述方法, 结果表明: 对于较低、较厚的云层, <italic>H</italic><sub>e</sub> 与真实云底高度极为接近, 随着真实云底高增加, 两者差值逐渐增大. 2) 当利用激光雷达或云雷达获得云底几何高度时, 将天顶方向上的真实云在模式中假设为单层等温灰体云, 灰体云的云底高度设为观测值, 由此反演大气窗区云底向下等效发射率<italic>ε</italic><sub>e</sub>, 使得灰体云与真实云对地面接收到的大气窗区向下辐射贡献相同. 检验结果表明: 50 次模拟求得的低云、中云和高云的平均等效发射率分别为0.967, 0.781 和0.616; 随着云底高度增加, 云底等效发射率<italic>ε</italic><sub>e</sub> 减小. 这两种反演方法得到的结果有助于研究云在大气窗区对大气辐射收支的影响以及气候模式中云的参数化方案.