青藏高原地区地气系统太阳辐射能收支的研究

本文利用1982年8月—1983年7月Nimbus-7的月平均行星反射率资料和根据卫星资料得到的地面总辐射、地表反射率的估算结果,分析了青藏高原地区地气系统(大气顶)的太阳辐射能收支和地表、大气对太阳辐射吸收的时空变化特征,给出了表征太阳辐射能收支的一些基本参数,讨论了以行星反射率为基本参数表征大气、地表对太阳辐射吸收的参数化方法。分析表明:过渡季节5月份的行星反射率极小值的出现对青藏高原地区太阳辐射能收支有重要调节作用;全年平均而言,青藏高原地区被地气系统反射和被大气、地表吸收的太阳辐射的比例为37:18:45。     

大气与地表的特性对太阳辐射收支影响的研究

本文应用Hense等的垂直不均匀大气的二流近似辐射模式,讨论了晴天条件下水汽、气溶胶和地表反射率与海拔高度等因子对地气系统的太阳辐射能量收支与加热率的影响。文中还利用高原地区高空温、压、湿的气候资料,计算了高原实际大气的太阳辐射收支和加热率,并与中纬度模式大气的计算结果进行了比较。本文模式计算得到的一些结果在利用卫星观测确定高原地区地气系统的辐射平衡的研究中将得到应用。     

东亚地区大气辐射能收支(二)——晴天大气长波辐射和晴天大气辐射差额

本文系讨论东亚地区大气辐射能收支的第二部分,共讨论了以下几个问题: 1.Elsasser辐射图解资料的应用及其资料的可靠性; 2.计算了东亚地区36个站的各气层大气长波辐射的收支及长波辐射冷却率分布; 3.对流层内各层大气的辐射差额及其辐射冷却率。     

东亚地区大气辐射能收支(三)--云天大气的地气系统热量收支

本文是东亚地区大气辐射能收支”的第三部分,讨论了如下几个问题: 1.云天大气长波辐射和辐射差额分布。结果指出,除7月份西藏高原地区外,云天和晴天长波辐射分布特征基本相同,而其辐射差额分布又和相应月份的大气长波辐射分布特征基本一致。 2.东亚地区对流层大气热源热汇分布:8月份整个东亚地区都是冷源,在新疆地区和中国东部北纬32°—25°之间有两个冷中心。在7月份整个东亚地区都是热源,在西藏高原东南部有一个最强的热源中心。新疆北部有一个小的热源中心。 3.东亚各地区的地气系统各种热量收支。首先就整个东亚地区地气系统而言,7月份得到热量基本上补偿了1月份损失的热量,但就大气而言,1月份热量损失大于7月份热量的获得。其次各地区各种热量收支特征并不一致。     

北太平洋洋面太阳辐射收支的计算

本文用参数化方法计算了北太平洋地面泣面的太阳辐射收支各分量。在计算方案中考虑了大气水汽、二氧化碳气体、臭氧和尘埃等的吸收作用，同时计算了北太平洋上空整层大气的大阳辐射增温率，给出了上述各结果的分布特征图，描述了北太平洋地区洋面太阳辐射收支的基本特征及其主要影响因子。     

微量物质对大气能量收支的影响

地球吸收的太阳辐射是驱动大气运动的初始能源。可以通过几种微量物质和通过海陆表面层来了解大气电磁场到温度场的能量转换。行星或地-气系统中最强烈的吸收发生在近地层。就全球平均而论,大气直接吸收的太阳辐射只占入射辐射的20％。大约51％的太阳辐射是经过地面后间接到达大气的。这部分能量再自然地被分成各种能量通量。水汽、臭氧、CO_2和气溶胶粒子是吸收最有效的微量物质。表1归纳了这些微量物质的一些特性资料。     

有云大气中太阳辐射传输的数值试验研究

本文应用Hense等的二流近似辐射模式,分析了云对地气系统太阳辐射能收支与大气加热率的影响,讨论了不同光学厚度的云的反射率与吸收率,并把模式应用于高原模式大气,分析了高原地区云对太阳辐射收支的影响。计算中包括云滴与气溶胶的吸收作用。气溶胶衰减系数的垂直分布取了两种类型,分别对应于能见度为23km与8km。结果表明,光学厚度为10—100的云层的加热率可达7—8℃/天,云滴和气溶胶的吸收作用是增加云层加热率的一个重要机制。云层的复盖对近地层加热率的影响极大。不同光学厚度的云的反射率的变化范围为0.24—0.90,与一些作者给出的观测结果比较符合。云的吸收率变化范围为0.07—0.25,飞机观测表明云的吸收率可达0.30—0.40。云有如此大的吸收率的原因尚需进一步深入研究。云天地面总辐射与晴天(可能)地面总辐射的比值(Q_c/Q_o)主要决定于云的光学厚度(对应于云的光学厚度从1增加到100,比值Q_c/Q_o则从80％降到10％),其次是太阳天顶角。比值Q_c/Q_o受气溶胶、海拔高度、云的高度的影响很小,可作为表示云对地面总辐射影响的一个参数。     

黑河地区大气沙尘对地面辐射能收支的影响

利用１９９１年２月下旬至５月中旬ＨＥＩＦＥ张掖绿洲和沙漠站大气浑浊度观测和地面辐射平衡各个分量观测资料,分析和估算了大气沙尘对地面辐射能收支的影响,晴天大气透过率和达地面的短波辐射与大气浑浊度系数有产好的负相关,大气军浊系数增大时透过率和地面总辐射减少,大气浑浊度系数增大０．１,地面总辐射减少１．３％～１．９％,４月大气浑浊度由０．１增大到０．６,正午时刻地面总辐射减少６７．６～８５．８Ｗ／ｍ＾２     

太阳辐射在山谷城市污染大气中的削弱

我们在1980—1981年冬季,在兰州市相对高度差为625米的两个点以及郊区对比点同时进行了地面太阳辐射观测,测量了山谷城市上空污染大气,尤其是山谷中的严重污染大气对太阳辐射的削弱。 太阳直接辐射在兰州市区污染大气中的减弱比在郊区大气中大得多,整层大气中的总减弱达72％,而在厚度为625米的河谷大气中的减弱约占整层大气中总减弱的41％。大气中的气溶胶粒子是削弱太阳辐射的主要因子,其对太阳辐射的削弱在整层大气中约占总减弱的66％,在河谷大气中则为96％。因此,地面上垂直于太阳光线面上的太阳直接辐射强度与大气浑浊度系数之间有很好的相关关系,以此建立了两个公式,在干旱地区,可以用它由大气浑浊度系数或到达地面的太阳直接辐射中的一个量计算另一个量。另外,本文还估计了冬季兰州上空河谷大气中气溶胶粒子对太阳辐射的吸收及其辐射加热率,並讨论了污染大气对于地面辐射平衡的影响。     

干旱地区大气与地表特征对辐射加热场的影响

本文利用美国犹他大学气象系的辐射和云参数化模式，对ＨＥＩＦＥ期间张掖地区１９９１年春、夏、秋、冬四季资料进行了计算，讨论了晴天条件下的大气状况态地表反射率与地表比辐射率等因子对地气系统的太阳辐射收支以及短波加热率与长波冷却率分布的影响；揭示了不同季节的整层大气反射、透过与吸收特征，分析了大气中各主要吸收成分对加热率与冷却率的贡献，同时就辐射模式的垂直分辨率对加热率与冷却率的影响亦作了讨论。     

青藏高原地区地-气系统的辐射平衡特征

本文利用1982年8月—1983年7月青藏高原热源野外考察期间的Nimbus7卫星观测资料,分析了高原及其邻近地区行星反照率、大气顶的射出长波辐射和地-气系统辐射平衡的区域分布及季节变化特征以及它们对天气气候的影响。同时配合同期的地面辐射观测资料,讨论了卫星资料与地面实测资料间的相互关系,为探索卫星资料的应用等作了尝试。     

RADIATION BUDGET OF THE TROPOSPHERE OVER CHINA

Based on the theory of the radiation transfer and some physical approximation techniques,a numericalclimatological method for the radiation budget in the troposphere over China is proposed.By utilizingten-year-averaged climatological data (1960—1969,1961—1970) from 104 stations,the radiation budgetand its components of the troposphere over China are calculated.In contrast with the satellite observationsand other computational results,the present results are satisfactory.The main factors which determine theradiation budget are also discussed briefly.     

利用NOAA卫星HIRS探测器监测东亚地区辐射收支的研究

地球－大气系统的辐射收支是描述地球和宇宙空间能量交换的重要参量，也只有从卫星平台才能直接观测大气顶的地球－大气系统的辐射收支。目前，长期的地－气系统射出长波辐射序列资料是从美国ＮＯＡＡ极轨业务气象卫星的甚高分辨率扫描辐射计测量中计算的，精度不能满足气候监测的要求。本文根据美国ＮＯＡＡ卫星高分辨率红外大气探测器（ＨｉｇｈＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎＩｎｆｒａｒｅｄＳｏｕｎｄｅｒ，缩写为ＨＩＲＳ）测量资料，研究了从中推算地球大气系统辐射收支的方法，并对计算出的１９９１年１月份东亚地区的地－气系统的辐射收支各参量、白天和夜间射出长波辐射差别分别进行了对比分析。结果表明，此方法计算的辐射收支分量，能揭示云和地球－大气系统的辐射分布特征及其分布细节，是进行区域气候研究的有效资料。     

1986年冬季热带西太平洋区域性大气总能量收支

本文采用中美海-气合作考察第一次航程(1986.1.9—15,2.1—14)和若干站点的海洋气象资料,计算了热带西太平洋不同区域的大气湿静力能量的水平输送和局地变化、大气非绝热加热诸分量以及各区域海面与大气的热交换项。分析指出,在考察期间热带西太平洋上空,西部区是大气能量水平输送的能汇区,而东、中部区则反之。同时,热带西太平洋上空大气和海洋下垫面是个热源区,尤以西部区最为明显。由此可知,热带西太平洋大气能量收支具有明显的区域性差异,其西部区是较强的大气和海洋下垫面的热源区域,是热量、能量积存最多的地区。     

平流层大气对太阳辐射能的吸收

本文讨论了如下三个问题:1.设计了一套计算平流层大气对太阳辐射吸收的计算公式。2.讨论了利用平面层大气来代替曲率大气对太阳辐射吸收引起的误差。3.计算了1,7月份太阳对平流层大气的加热。     

五道梁地区的辐射特征

本文分析了1986年中美联合考察期间五道梁站的地面辐射平衡的气候学特征。五道梁地区夏季直接太阳辐射强,空气洁净,大气透明度好。太阳辐射在大气中的削弱以分子散射和臭氧吸收为主。总辐射中以散射为主。光谱反射率中太阳短波反射率为0.13,太阳红外反射率为0.25,雪面上二者接近;反射率受土壤湿度影响明显,在太阳高度角较小时,各波段反射率有不同的变化趋势。地表比辐射率约为0.90。地表净辐射和地面热源强度大。太阳紫外辐射大,占总辐射的比例也大。     

海-陆-气全球耦合模式能量收支的误差

通过分析GOALS模式两个版本GOALS 1.1和GOALS 2的能量收支 ,并与观测对比 ,结果表明 :模式模拟的地表净短波辐射通量在高纬地区偏低 ,而净长波辐射通量又偏高 ,导致极地表面温度偏低 ,感热通量在高纬地区为很高的负值。而在陆地上感热加热作用显著偏强 ,使地表有较大的向上净能量给大气 ,引起陆地上有些暖中心也偏强 ,这也解释了模式模拟地表面空气温度场的误差原因。海洋上潜热通量偏低 ,特别是在副热带洋面上偏少更明显。陆地上的欧亚和北美大陆大部分地区潜热通量仍偏低。这也是模式降水在大部分地区偏少的重要原因。两模式大气顶OLR偏低的模拟主要是在中低纬度 ,大气顶净短波辐射通量的模拟在中低纬度虽然与NCEP结果接近 ,但与地球辐射收支试验ERBE资料比较仍偏小较多 ,说明改进中低纬度云 辐射参数化方案对改进全球能量收支的模拟有重要意义。GOALS 2模式中诊断云方案模拟的云量除赤道地区外普遍偏小 ,尤以中纬度为甚 ,造成那里能量收支出现大的误差 ,这表明了更好的云参数化方案的引入是今后模式发展的重要任务之一