地表下行长波辐射

地表下行长波辐射主要是由接近地球表面的一薄层大气向地表的辐射所决定。距离地表500m以上的大气对地表长波辐射的贡献只占总值的16%～20%,而距离地表10m以内的大气的贡献占32%～36% (Schmetz,1989)。以往的研究表明,大气温度和湿度廓线是估算晴空地表卜行长波辐射最重要的参数。对于CO。和O。则使用多年平均值就足够了,因为这两种气体混合比的变化对地表下行长波辐射的影响很小,它们的混合比50%的变化仅仅带来地表下行长波辐射1W/m2的变化(Smith and Wolfe,1983)。云底高度、云底温度、云量、云辐射率是阴天下估算下行长波辐射下的重要参数。云的贡献主要来自大气窗口区域(Schmetz,1989)。

在过去几十年中,研究者对估算地表下行长波辐射做出了诸多努力,许多文献对这些研究成果进行了综述（Niemela et al. ,2001;Flerchinger et al. ,2009;Diak et al. ,2000;Ellingson,1995; Schmetz,1989)。估算下行长波辐射的方法可以分为三类:基于大气廓线的方法(物理方法)混合模型方法和基于气象参数的方法。基于大气廓线的方法使用辐射传输模型以及卫星遥感数据估算的或无线电探空仪探测的大气廓线数据计算地表下行长波辐射。混合模型方法一般首先用辐射传输模型和大量的大气廓线模拟地表下行长波辐射和某一特定传感器相应的大气层顶(Top of Atmosphere, TOA)辐亮度,然后通过统计分析建立地表下行长波辐射和 TOA辐衰度或者亮温的经验关系得到参数化模型,模型的物理意义包含在辐射传输模拟过程中。基于气象参数的方法使用近地表(距离地面约2m)空气温度和湿度的观测对地表下行长波辐射进行估算。