利用遙感資料估算復(fù)雜地形條件下的凈輻射.pdf

1、山地輻射的研究對(duì)于山區(qū)能量平衡、山區(qū)水分循環(huán)、山區(qū)氣候變化非常重要。在山區(qū)觀測(cè)輻射的氣象站稀少，不可能進(jìn)行空間內(nèi)插或外推來獲得太陽輻射。因此，建立合適的山地輻射空間分布模型，對(duì)于陸面過程、水文模型的輸入?yún)?shù)和建立全國(guó)空間輻射數(shù)據(jù)庫具有重要的理論和實(shí)踐意義。山區(qū)測(cè)站稀少，有的地方人很難到達(dá)，利用衛(wèi)星可獲得時(shí)間連續(xù)、空間分布的地表資料，因而利用衛(wèi)星資料來估算山地輻射近年來日益受到重視。
　　 本文利用遙感影像和DEM資料，建立了空間

2、分布的短波和長(zhǎng)波輻射估算模型，對(duì)晴空實(shí)際起伏地形下的短波輻射和長(zhǎng)波輻射進(jìn)行了數(shù)值模擬，通過本論文的研究，主要完成了以下幾方面的工作：
　　 1、本文利用DEM計(jì)算了復(fù)雜地形條件下的地形參數(shù)—坡度、坡向、遮蔽因子、天空可見因子、地形結(jié)構(gòu)參數(shù)；然后對(duì)遙感影像進(jìn)行了輻射定標(biāo)和幾何糾正，使其和研究區(qū)的DEM在空間上匹配。
　　 2、本文利用6S輻射傳輸模型模擬了水平地表短波波段的向上透射率、向下透射率、程輻射、直接譜輻射、散射譜

3、輻射。在模擬各個(gè)參數(shù)時(shí)，根據(jù)海拔高度分層建立查找表，得到空間分布的大氣糾正參數(shù)。
　　 3、在短波輻射方面，考慮了地形的影響，將地形影響下的短波入射輻射分為三部分：直接輻射、散射輻射和周圍地形的反射輻射；并分別計(jì)算了這三部分，進(jìn)而得到總的短波入射輻射。地表反照率對(duì)短波輻射平衡也是一個(gè)重要的關(guān)鍵參數(shù)，本文在假定地表是朗伯體的情況下，考慮了地形的影響，計(jì)算了入射譜輻照度，然后計(jì)算了可見光和近紅外波段的反射率，再將反射率轉(zhuǎn)化成地表反照

4、率。在獲取了地表反照率和總的短波入射輻射之后，計(jì)算了短波凈輻射。
　　 4、利用MODTRAN大氣輻射傳輸模型，根據(jù)海拔高度變化分層模擬出熱紅外波段的透射率、大氣上行和下行輻射亮度。在模擬各個(gè)參數(shù)時(shí)，根據(jù)海拔高度分層建立查找表，得到空間分布的熱紅外波段的大氣糾正參數(shù)。根據(jù)紅光和近紅外波段計(jì)算的反射率，計(jì)算了地表的NDVI、植被覆蓋度，進(jìn)而計(jì)算出地表的比輻射率。
　　 5、本文參考前人對(duì)復(fù)雜地形長(zhǎng)波輻射的研究，利用天空可見

5、因子來糾正地形對(duì)長(zhǎng)波輻射的影響，將復(fù)雜地形下的長(zhǎng)波輻射分為五部分：地表向上的長(zhǎng)波輻射；大氣向下的逆輻射；地形遮擋的向上的地表長(zhǎng)波輻射；大氣向鄰近地表的輻射被反射到該坡面的輻射和由鄰近地表反射來的而為該坡面接收到的熱輻射；地表反射的大氣向下的逆輻射。在此基礎(chǔ)上，將熱輻射傳輸方程進(jìn)行擴(kuò)展，發(fā)展了一個(gè)估算復(fù)雜地形下地表溫度的模型，然后計(jì)算了復(fù)雜地形下的地表溫度。本文分別計(jì)算了復(fù)雜地形下的長(zhǎng)波出射輻射、長(zhǎng)波入射輻射、長(zhǎng)波凈輻射。