陇中黄土高原地表辐射平衡年变化规律
摘要
利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(简称“SACOL”站)2006年4月12日至2007年6月30日地表辐射的观测资料,初步分析了陇中黄土高原半干旱区地表辐射平衡、地表反照率的年季变化规律,并对其影响机制进行了系统研究。结果表明:该地区年平均的日变化受天气过程影响较小,其日循环变化主要受太阳日活动的规律控制。全年太阳辐射比较强,其年平均值为204.2 Wm-2,由于受地表状况和天气过程等因素的影响,年变化表现出不规则性或区域性特征。大气和地表对太阳辐射加热的响应,在年变化中大约需要两个月时间,而在平均日变化中分别需要2个小时和1个小时。地表反照率全年的最大值为0.432,出现于2006年12月,最小值为0.1949,出现于2006年9月:年平均的反照率为0.2432,比干旱荒漠区的0.259小,而比定西试验站春小麦睛垫面的(0.20)大。 地表反照率的商值正好对应降雪天气过程较多年和偏干旱的时段,其低值则与较多的降水过程、连绵阴雨的天气吻合,其波动变化与降雨、降雪过程对应得比较好。 此外,根据2006年5月至8月的MODIS/CERES Aqua卫星资料反演的辐射通量与SACOL站观测的结果进行对比。结果表明:基于Aqua卫星资料反演得到的太阳总辐射比地面观测的偏低20.75W.m-2(或相对偏低2.88%),而短波净辐射比地面的偏低7.24、m-2(或相对偏低1.27%),这可能是由于卫星资料反演的向下短波辐射算法中没有考虑下垫而地表状况的影响。同时,卫星反演得到的向下长波辐射比地面观测的偏大17.66Wm-2(或相对偏高5.12%),而长波净辐射比地面的偏大32.83W.m-2(或相对偏高29.68%)。 在长波净辐射值比较大的区域对比结果较好,而值比较小的区域产生了较大的偏差这表明根据卫星资料反演得到的地表长波辐射通量在我们所研究的区域不是很合理。尽管如此,SACOL站作为全球协同加强观测的基准站之一,其观测结果不仅可用来验证目前天气和气候模式中的各种参数化方案,而且它可用于检验和校准卫星资料反演结果的好坏,可以较好地改进预报模式和卫星反演的算法,提高模式预报与卫星反演结果的精度。