地表入射太陽短波輻射是地球生態(tài)系統(tǒng)的主要能量來源,對(duì)地表能量收支平衡及氣候變化等具有重要影響。對(duì)于不同時(shí)間和空間尺度上的地表入射太陽短波輻射的計(jì)算與變化規(guī)律研究,不僅有助于了解地表入射太陽短波輻射對(duì)地球生物活動(dòng)的影響,還有助于了解該地區(qū)的大氣的成分及其變化、了解大氣環(huán)境的現(xiàn)狀。對(duì)地面入射的太陽輻射的評(píng)估有助于能源利用。地表入射太陽短波輻射數(shù)據(jù)可以作為重要的大氣驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)輸入到陸面模式中模擬地表參量,所以一套精確的地表入射太陽短波輻射數(shù)據(jù)輸入模式,可提高大氣驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,進(jìn)一步降低陸面模式的系統(tǒng)誤差,提高模擬精度。本文對(duì)靜止衛(wèi)星的地表入射太陽短波輻射反演過程進(jìn)行了研究總結(jié),并將衛(wèi)星反演地表入射太陽短波輻射數(shù)據(jù)進(jìn)行STMAS融合,與ERA5再分析輻射融合數(shù)據(jù)拼接,形成長(zhǎng)序列輻射驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)集,作為國(guó)家氣象信息中心(CMA)陸面數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)(CLDAS-V2.0)的大氣驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)之一。主要研究結(jié)果如下:1.選用2010年數(shù)據(jù)對(duì)CERES衛(wèi)星反演輻射產(chǎn)品、FY2衛(wèi)星DISORT反演輻射產(chǎn)品、ERA5和ERA-Interim再分析輻射產(chǎn)品在91觀測(cè)站點(diǎn)上進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明:CERES產(chǎn)品整體效果最好,相關(guān)系數(shù)在0.93左右。FY2產(chǎn)品與ERA5再分析產(chǎn)品其次,且二者效果相當(dāng),相關(guān)系數(shù)在0.9左右,但其均方根誤差和平均偏差二者都偏高。FY2產(chǎn)品相關(guān)系數(shù)為0.903,均方根誤差45.565 W/m~2,相對(duì)偏差0.142。ERA5再分析資料相關(guān)系數(shù)0.885、均方根誤差45.258 W/m~2與相對(duì)偏差0.123)。ERA-Interim再分析輻射資料相對(duì)較差,但四套數(shù)據(jù)都能較好的反映地表入射短波輻射的空間分布和基本趨勢(shì)。在沒有衛(wèi)星觀測(cè)的時(shí)間段制作輻射長(zhǎng)序列數(shù)據(jù)集可以用ERA5再分析輻射資料處理后代替。2.Hybrid地表入射太陽短波輻射模型計(jì)算得到的站點(diǎn)地表太陽短波輻射數(shù)據(jù)在東亞區(qū)域的精度較高,將其與處理后的ERA5再分析輻射資料進(jìn)行STMAS融合,均方根誤差降低2 W/m~2,相對(duì)偏差降低0.016,相關(guān)系數(shù)提升到0.9,雖然用一年的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)代表性不夠,但也可以看出STMAS融合能提升輻射產(chǎn)品在東亞區(qū)域的效果。3.CERES、FY2衛(wèi)星反演產(chǎn)品、ERA5再分析輻射資料和ERA-Interim再分析輻射資料均能夠較好表現(xiàn)我國(guó)地表入射太陽短波輻射的時(shí)空分布情況,即西部地區(qū)高于中部和東北地區(qū),輻射值在西部和東北地區(qū)隨緯度升高而減小,在中部地區(qū)隨緯度升高而增大,輻射的高值區(qū)位于青藏高原(約260 W/m~2),低值區(qū)位于四川盆地(約120 W/m~2),兩者大致都位于北緯30°左右。4.由衛(wèi)星反演輻射融合產(chǎn)品和ERA5再分析輻射融合資料拼接而成的2001-2010年10年長(zhǎng)序列輻射數(shù)據(jù)在日尺度和月尺度的分析中都具有很好的一致性,相關(guān)系數(shù)均在0.9左右,均方根誤差范圍相當(dāng)(40 W/m~2左右),可作為長(zhǎng)序列輻射驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)輸入陸面模式中計(jì)算地表參量。
【學(xué)位單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：P422
【部分圖文】：

圖 1.2 論文技術(shù)路線圖Figure 1.2 Technical roadmap for the paper注：圖中 SWDN 為衛(wèi)星反演輻射數(shù)據(jù)，ERA5 為 ERA5 再分析輻射數(shù)據(jù)

圖 2.1 輻射觀測(cè)站（左）與 Hybrid 計(jì)算統(tǒng)計(jì)的輻射站點(diǎn)（右）分布圖Figure 2.1 The actual radiation observation station (left) and the site (right) distribution used byHybrid to calculate radiation

圖 2.2 地球輻射能量收支分布示意圖Figure 2.2 Income and expenditure distribution map of the earth's radiant energy輻射與地球表面、大氣層相互作用的過程即為太陽輻射在地-氣系統(tǒng)大氣層主要是由大氣中的各種氣體分子、云與氣溶膠（包括大氣中懸

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本文編號(hào)：2824802