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利用TOVS资料研究中国东部地区夏季太阳加热率和红外冷却率

作　者: 王承伟
导　师: 陈渭民
学　校: 南京气象学院
专　业: 气象学
关键词: MODTRAN3 卫星资料 太阳加热率 红外冷却率 二氧化碳含量变化 有云大气 有雨大气
分类号: P422
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要


本文选取了我国东部由南至北，纬度分布不同的12站点43个夏季晴空大气样点、8个云雨大气的样点，利用TOVS(极轨卫星垂直探测)资料及地面观测资料，使用中分辨率大气辐射传输模式MODTRAN3，讨论当时大气中的太阳和地气系统的辐射情况，计算当时大气中的太阳加热率、红外冷却率。 在对晴空大气的计算中，本文对太阳的直接辐射与地气系统的红外辐射状况进行了分析，并讨论在不同的大气状况下太阳加热率和红外冷却率的情况，找出与太阳加热率和红外冷却率变化相关较大的因子—太阳天顶角和水汽条件、纬度；本文还进一步分析了不同纬度样本的太阳加热率与红外冷却率日变化及有云、有雨情况下太阳加热率和红外冷却率的变化情况：另外，文中通过改变二氧化碳在大气中含量的方法，讨论了它对太阳加热率与红外冷却率的影响。将个别站点大气辐射情况与实测值进行了分析研究，并将本文的计算结果与前人的结论比较，发现利用卫星资料来计算当时大气辐射状况是基本可信的。 本文的结果较为真实地反映了夏季我国东部地区的早、晚太阳加热率与红外冷却率的状况，及部分影响因子改变时的当地太阳加热率与红外冷却率的变化情况。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
1 引言  7-10
  1.1 研究的目的和意义  7
  1.2 国内外研究的发展概况  7-9
  1.3 大气辐射传输的计算方法  9-10
2 辐射模式MODTRAN3与算法  10-17
  2.1 几种模式介绍  10-12
    2.1.1 HTRAN模式  11
    2.1.2 LOWTRAN模式  11
    2.1.3 MODTRAN3模式  11
    2.1.4 Monte-catlo模式  11-12
    2.1.5 6S模式  12
    2.1.6 几种模式的比较  12
  2.2 MODTRAN模式介绍  12-14
  2.3 MODTRAN3采用的算法-离散纵标法  14-17
    2.3.1 大气的辐射传输方程  14
    2.3.2 用离散纵标法求解方程  14-17
3 太阳加热率和红外冷却率的计算  17-20
  3.1 太阳加热率和红外冷却率的计算方法种类  17-18
  3.2 辐射收支的计算  18-19
  3.3 太阳辐射光谱与地气红外辐射光谱  19-20
4 TOVS资料说明  20-21
  4.1 TOVS资料的基本原理  20
  4.2 TOVS资料的说明  20-21
  4.3 TOVS资料的产品  21
5 资料情况  21-24
  5.1 TOVS资料的情况  21-22
  5.2 站点资料的选取  22-23
  5.3 实况资料  23
  5.4 在计算中MODTRAN3模式卡片的选项  23-24
6 计算结果及分析  24-50
  6.1 晴空大气中太阳辐射和地气系统的辐射情况  24-30
    6.1.1 单站晴空大气的太阳辐射和红外辐射光谱  24-26
    6.1.2 晴空大气同一站点不同层次的红外辐射与太阳辐射光谱  26-27
    6.1.3 我国东部地区太阳天顶角的日变化  27
    6.1.4 水汽压和天顶角对晴空大气红外辐射的影响  27-29
    6.1.5 天顶角和水汽压对太阳辐射的影响  29-30
  6.2 晴空大气中我国东部地区夏季的太阳加热率和红外冷却率  30-36
    6.2.1 晴空大气中我国东部各地太阳加热率和红外冷却率  30-35
    6.2.2 晴空大气中太阳加热率与红外冷却率结果分析  35-36
  6.3 晴空大气中太阳加热率和红外冷却率的日变化  36-40
    6.3.1 福州太阳加热率和红外冷却率的日变化  36-37
    6.3.2 上海太阳加热率和红外冷却率的日变化  37-38
    6.3.3 天津太阳加热率与红外冷却率的日变化  38
    6.3.4 哈尔滨太阳加热率和红外冷却率的日变化  38-40
  6.4 晴空大气中二氧化碳含量对太阳加热率与红外冷却率的影响  40-42
  6.5 有云或有雨大气的太阳加热率和红外冷却率  42-47
    6.5.1 资料情况  43
    6.5.2 在计算中MODTRAN3模式卡片的选项  43
    6.5.3 有云情况下的红外冷却率  43-46
    6.5.4 有雨情况下的红外冷却率  46-47
  6.6 误差分析  47-49
    6.6.1 模式计算值与实测值的对比  47-48
    6.6.2 误差分析  48-49
  6.7 小结  49-50
7 前景与展望  50-51
参考文献  51-54
致谢  54-55
论文附图  55-83

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 大气科学（气象学） > 气象基本要素、大气现象 > 大气辐射
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