地面反照率

地球表面能獲得多少太陽輻射能,在很大程度上依賴於地表反照率。氣象學上通常關心的是某一區域的平均反照率,其區域尺度可達幾千米至上百千米,這種區域(尤其是在大陸上)往往可由許多不同種類的下墊面拼組而成,各種下墊面都有各自的反照率特性,如何得到一個區域的平均反照率常常是一個相當困難的問題。

基本信息

簡介

地球表面能獲得多少太陽輻射能,在很大程度上依賴於地表反照率。氣象學上通常關心的是某一區域的平均反照率,其區域尺度可達幾千米至上百千米,這種區域(尤其是在大陸上)往往可由許多不同種類的下墊面拼組而成,各種下墊面都有各自的反照率特性,如何得到一個區域的平均反照率常常是一個相當困難的問題。

舉例

下表給出各種地面的平均反照率,以供參考。水面的情況比較複雜.一般來說,水面的反照率比陸面的小,但它隨日光入射角的變化比陸面大,當太陽高度角大於30°時,水面反照率小於10%;當太陽高度角為5°左右時,反照率可達40%以上,水面反照率還與是否有浪、水體是否渾濁有關。

地面狀況水面闊葉林草地水稻田灌木田野草原沙漠雪被
反照率 (%)6~813~1510~1812~1816~1815~2020~2525~30>50

影響因素

任何指定地面的短波反射比或反照率,通常是波長和太陽天頂角的函式。而這些函式又明顯地依賴於地表特徵。被引用的資料常常不說明獲得該資料時的太陽天頂角。確切地說,許多反照率資料基至分不清是在晴空下還是多雲天空下觀測的,更不可能分清是直接日射還是散射日射的反照率。

另外,不同地表的反照率光譜依賴性有很大差異。比如,通常,雪面反照率的峰值在可見光部分,但是植物表面的反照率在紅外部分急劇增大。

測量方式

在地球-大氣系統中,地面反照率起著極為重要的作用,它控制著海洋與陸地吸收太陽能量,如冰雪區的變化導致反照率的改變,由此對地氣幅射收支產生作用,影響氣候變遷.衛星觀測提供了繪製和監測全球地面反照率分布和變化的可能性。由衛星反演地面反照率的問題是來自地面的反射太陽輻射,要受到瑞利散射和氣溶膠散射的影響,對這一部分作用可以通過輻射傳輸模式解決.另外,雲的存在污染了由地面反射到達衛星的輻射,對此需將晴空輻射像點從有雲區域中分離出來,最後要將衛星測量的輻射轉換成地面反照率。因此,衛星獲取地面反照率的工作有:

(1)由衛星測量的太陽輻射獲取大氣頂的雙向反射率

(2)對大氣的散射和吸收作訂正

(3)對大氣和地面各向異性作訂正

(4)如果採用窄帶觀測,做窄帶到寬頻的轉換,有關用衛星獲取地面反照率的方法有多種。

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