山地坡度与坡向对卫星地面温度反演及中尺度分析的影响

在山区一个卫星视场内温度差异可能很大,这使得山区地面温度反演变得更加复杂,温度与山坡相对于太阳的朝向有关,它在很短的距离内可以相差很大。由卫星测得的地面温度偏向于直接面向卫星的亚视场地面元的温度。本文对科罗拉多中部卫星对地观测的星视几何状况对地面温度反演的影响进行了数值模拟。用一个中尺度模式计算了地面温度,对坡向与坡度角的次网格变化进行了参数化。模拟表明,在科罗拉多山区秋季坡度坡向的影响可以导致局地地面温度变化达30℃。在实际卫星观测条件下反演的地面温度偏差达3℃。不同视角的两颗卫星得出的相对温度偏差可以超过6℃,这还会导致在合并多个数据集时发生混乱。这种偏差的计算受到现有地形高度资料分辨率(约90米)的限制。结果表明如果资料分辨率精细足以表示科罗拉多的详细地形状况或者在陡坡所占比例大于科罗拉多落基山脉的山岳地区做反演,那末偏差会非常大。按照模拟计算出的科罗拉多地区的偏差梯度还未大到足以显著改变周日上坡-下坡环流的强迫作用,模拟中考虑了视角偏差的地面温度反演值被同化到在时间上连续的分析中。由于这种视角偏差引起的误差是系统性的,反演的视角偏差对依赖于遥感资料的气候分析就可能密切有关了。