裸土反照率和发射率变化特征及其参数化研究

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裸土反照率和发射率是陆面过程模式中重要的参数,它们可决定地表能量的再分配,对天气气候的形成具有重要影响。准确参数化裸土反照率和发射率对陆面过程模式至关重要。近年来,随着观测手段的不断丰富与多样化,针对裸土地表辐射方面的研究不断增多,但对裸土分光辐射及其反照率方面的研究基本上是空白的,陆面过程模式中裸土分光辐射反照率和发射率的参数化方案仍然不是十分理想。究竟哪些气候和环境因子是影响裸土分光辐射反照率和发射率变化特征的关键因素呢?如何给出更加准确的并适用于裸土下垫面的地表反照率和发射率的参数化方案呢?针对上述问题,本研究利用在我国西北典型裸土下垫面进行的野外观测试验数据,系统分析研究了裸土下垫面地表反照率和发射率的变化特征及其主要影响因子,依据实测资料,提出了一种全新的裸土反照率参数化方案,主要研究结果和结论如下:
  1.裸土下垫面下可见光和近红外辐射反照率具有明显的日变化特征。
  2.太阳高度角和土壤湿度是影响裸土反照率变化特征的重要影响因子。
  3.提出了一种同时考虑太阳高度角和土壤湿度的双因子裸土反照率参数化方案,将其引入陆面过程模式中,明显改善了模式对地表反照率变化特征的模拟,进而也改善了对地表能量通量的模拟情况。
  4.地表发射率也可能具有明显的变化特征,土壤湿度可能是影响其变化的重要因子。
  本研究的结果可为陆面过程模式的发展提供参考。
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