极地地区下行长短波辐射估算

摘要

下行辐射包括下行长波(4～100um)辐射和下行短波(0.2～4um)辐射两部分。下行辐射不仅是地表辐射收支平衡的重要组成部分，也是地表能量平衡和地球，大气系统相互驱动的重要因素。由于极地区域的特殊性，决定了该区域内的下行长短波辐射在认识和研究全球气候变化、地表的辐射平衡、生态环境的稳定性、水文与农业气象等有着更重要的实用价值。
　　现有的辐射产品在中低纬度地区的应用较多，而且在中低纬度地区的精度也得到了验证。但在极地地区的精度验证做的较少。本文通过对现有的辐射产品中的下行长短波辐射部分验证后得出，现有的辐射产品在极地地区的精度较低，分析其原因主要有三部分，一是空间分辨率较低，二是使用的算法较为单一，三是极地地区的气候环境条件较为复杂。
　　本文针对现有辐射产品在极地地区精度较低的情况，利用研究组的算法结合MODIS产品对极地地区（北极地区下行短波辐射和南极地区下行长波辐射）的下行辐射进行了估算。MODIS长波辐射产品与地面观测数据之间的相关系数基本在0.6以上，标准差在34到39W/m2之间，均方根误差在32～42W/m2之间，平均偏差在-19～-32W/m2之间，与现有的辐射产品相比较，MODIS辐射产品的各种指标相对比较稳定。日均短波辐照度平均偏差仅为3.28W/m2，偏差范围为-2.48W/m2～39.81W/m2;均方根误差为55.85W/m2;相关系数最小为0.72，最大为0.92。极地地区的MODIS辐射产品的精度相对于现有的辐射产品有了提高。

目录

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致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 现有的下行长波辐射模型

1．2．2 现有的下行短波辐射模型

1．2．3 现有辐射产品存在的问题

1．3 研究目的与内容

1．4 研究方法与技术路线

2 下行辐射卫星遥感理论基础及数据源

2．1 遥感物理基础

2．2 辐射传输理论

2．2．1 大气辐射传输原理

2．2．2 地表辐射平衡原理

2．2．3 辐射传输方程

2．3 数据源

2．4 本章小结

3 极地地区下行长短波辐射的参数化模型

3．1 极地地区下行长波辐射模型的改进

3．2 极地地区下行短波辐射模型的改进

3．2．1 直接太阳辐照度

3．2．2 散射辐射与临近效应

3．3 本章小结

4 极地区域下行辐射产品的遥感反演与验证

4．1 现有辐射产品的验证

4．1．1 现有的辐射产品

4．1．2 地面观测数据

4．1．3 验证方法

4．1．4 验证结果

4．1．5 结果分析

4．1．6 验证小结

4．2 极地区域下行长波辐射的反演

4．2．1 产品反演

4．2．2 验证结果

4．2．3 结果分析

4．3 极地区域下行短波辐射的反演

4．3．1 验证结果

4．3．2 敏感性分析

4．4 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

附录

作者简历

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