行星反照率

行星反照率即地球-大氣系統的反照率,它表示射入地球的太陽輻射被大氣、雲和地面反射回宇宙空間的百分數。20世紀60年代以來,採用衛星直接觀測,觀測結果已經趨於一致,一般來說,公認的全年平均的地球行星反照率為0.30。

簡介

地球-大氣系統的反照率稱為行星反照率,它表示射人地球的太陽輻射被大氣、雲及地面反射回宇宙空間的總百分數。在沒有用衛星直接觀測以前,行星反照率是用各種方法間接估算的,例如用天文方法或根據云和各種地面的反照率及雲量進行估算。20世紀60年代以來,採用衛星直接觀測,觀測結果已逐漸趨向於一致。

地面反照率

地面反照率與行星反照率不同,由地面反照率可以估算行星反照率。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芸至上百千米,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。

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

地球的行星反照率

行星反照率分為各地區行星反照率和全球行星反照率。因為各地雲量、冰雪分布情況不同,使得各地的行星反照率差異較大,赤道地區的行星反照率約為0.20甚至更小,而極地0.60甚至能達到0.95。至於全年平均的全球行星反照率,1967年雲雨二號(NIMBUS 2)給出的測量值在0.295~0.300之間,美國泰羅斯7號衛星(TIROS 7)給出的測量值為0.32.雲雨三號(NIMBUS 3)給出的測量值是0.284,後來雲雨四號(NIMBUS 4)給出的測量值為0.30,1985年地球輻射收支試驗(ERBE,Earth Radiation Budget Experiment)中衛星給出的測量值是0.297。總之目前認為全球的行星反照率數值可取0.30.這是由地表的平均反照率(約為0.15)、雲的高反照率和大氣的後向輻射作用的綜合結果。

運用

NOAA系列衛星提供的AVHRR資料有很高的空間解析度(<1km),是用來推算地表反射率想資料。分析結果表明,對於地球而言,青藏高原地區由於下墊面的複雜性,地表反射率的空間變化十分強烈;從區域平均來看,以往對高原大部份地區地表反射率的估計一般偏高。

而對於其他行星而言,金星由於被雲覆蓋而有較高的反射率0.65;而水星沒有大氣,只有岩質表面,其反照率僅0.11.。地球的反照率是0.37。

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