中国西北三类典型裸土下垫面地表宽波段发射率变化特征研究

利用2013年我国西北戈壁、沙漠和黄土塬区三类典型裸土下垫面野外观测试验资料,探究了上述地区地表向下、向上长波辐射(DLR&ULR)、地表温度(LST)和地表宽波段发射率(LSBE)的变化特征,结果表明:黄土站地表ULR和LST明显比戈壁和沙漠站偏低;戈壁宽波段发射率(GbBE)、沙漠宽波段发射率(De BE)和黄土宽波段发射率(LoBE)具有明显的变化特征,尤其是日变化特征;观测期内GbBE、DeBE和Lo BE平均值分别约为0.926±0.0452、0.916±0.0419和0.881±0.049。三站点地表宽波段发射率的数值大小和变化特征与陆面模式中所指定的参数化情况不符。地表发射率会受站点周围环境和当时气象条件等因素的影响,表层土壤湿度被认为是一个非常重要的影响因子,将来的野外观测试验中需加强相关影响要素的观测与分析。

宽波段发射率对长波净辐射估算影响分析

地表宽波段发射率是估算地表长波净辐射的关键参数。陆面模式计算的是4～100μm的地表长波净辐射,而遥感仅能提供3～14μm范围内的宽波段发射率。评价遥感宽波段发射率用于地表长波净辐射计算的精度,需要光谱范围更宽的地表发射率光谱。借助辐射传输模型模拟的水体、冰/雪和矿物1～200μm发射率光谱,调查了不同光谱范围的宽波段发射率和全波长宽波段发射率的差异。结果表明4～100μm宽波段发射率与全波长宽波段发射率最接近。调查了不同光谱范围内遥感宽波段发射率在计算4～100μm长波净辐射的精度,发现8～13.5μm的宽波段发射率具有最高的精度,偏差小于0.01W/m2,均方根误差小于1W/m2。并给出由ASTER和MODIS窄波段发射率产品计算8～13.5μm宽波段发射率的转换公式。