[發(fā)明專利]一種利用地面氣象觀測(cè)資料估算地表反照率的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910599095.6
• 申請(qǐng)日: 2019-07-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110411982B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳剛;顧世祥;周密;陳金明;謝波;梅偉;蘇建廣;浦承松;吳雷;高蓉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/47
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/47;G01W1/00
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 楊宏偉

1.一種利用地面氣象觀測(cè)資料估算地表反照率的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)收集與整理，獲取目標(biāo)站點(diǎn)的氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)，包括該站點(diǎn)所在的地理位置、逐日或逐月的輻射作用層的葉面指數(shù)LAI_k和日照時(shí)數(shù)n_k，其中k為表示時(shí)序的下標(biāo)，根據(jù)目標(biāo)站點(diǎn)的地理位置計(jì)算太陽(yáng)傾角δ_k；

步驟2、根據(jù)太陽(yáng)傾角和目標(biāo)站點(diǎn)的地理位置計(jì)算目標(biāo)站點(diǎn)的太陽(yáng)正午時(shí)角天頂距，計(jì)算公式如下：

上式中，Z_k表示第k日或第k月平均的太陽(yáng)正午時(shí)角天頂距；

步驟3、根據(jù)步驟1和步驟2獲得的數(shù)據(jù)計(jì)算晴空地表反照率的天頂值α_zz,k；

步驟4、計(jì)算晴天反照率的日或月平均值，由于太陽(yáng)角天頂距隨太陽(yáng)東升西落的時(shí)角不斷變化，第k日或第k月平均的地表反照率是隨時(shí)間變化，對(duì)時(shí)角積分得到晴天地表反照率的日或月平均值；

所述步驟4中，晴天地表反照率的日或月平均值的計(jì)算公式如下：

上式中，α_0,k為第k日或第k月晴天地表反照率的平均值；

步驟5、計(jì)算地表反照率的日或月平均值，采用日照時(shí)數(shù)考慮云量對(duì)反照率的影響，則地表反照率的日或月平均值為

上式中：C₁和C₂為常數(shù)，N_k為第k日或第k月平均最大可能日照時(shí)數(shù)；

所述步驟1中，所述地理位置包括經(jīng)度L、緯度和海拔h，所述緯度采用弧度表示，若位于北半球取正值，位于南半球則取負(fù)值；

所述步驟3中，所述晴空地表反照率的天頂值計(jì)算公式如下：

α_zz,k＝α_zv,k[1-exp(-ζ·LAI_k)]+exp(-ζ·LAI_k)α_zs,k

上式中：ζ為常數(shù)；α_zs,k，α_zv,k分別為太陽(yáng)正午時(shí)裸土和植被反照率的天頂值，與太陽(yáng)正午時(shí)角天頂距、海拔、降水量等有關(guān)，其計(jì)算公式為

α_zs,k＝C_s1P_r^-0.5α_zzsexp(bZ_k)+C_s2

α_zv,k＝C_v1P_r^-0.5α_zzvexp(bZ_k)+C_v2

上式中：b為與輻射作用層類(lèi)型有關(guān)的常數(shù)；α_zzs,α_zzv,C_s1,C_s2,C_v1和C_v2為常數(shù)，采用觀測(cè)反射輻射的氣象站資料進(jìn)行率定；P_r為該站點(diǎn)大氣壓強(qiáng)與標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的比值。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟3中，C_v2和C_s2的取值和該站點(diǎn)的多年平均降水量P有關(guān)，分為以下三種情況，1)當(dāng)P≥400mm，即該站點(diǎn)位于濕潤(rùn)半濕潤(rùn)區(qū)時(shí)，C_s2＝0.177，C_v2＝0.145；2)當(dāng)200≤P400mm，即該站點(diǎn)位于半干旱區(qū)時(shí)，C_s2＝0.216，C_v2＝0.155；3)當(dāng)P200，即該站點(diǎn)位于干旱區(qū)時(shí)，C_s2＝0.218，C_v2＝0.164。