[发明专利]一种天空半球热红外大气下行辐射地面测量方法

权利要求书

1.一种天空半球热红外大气下行辐射地面测量方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤一、方向性热红外大气下行辐射值的地面测量：

选定三个不同的观测天顶角，分别记为θ₁、θ₂、θ₃，角度范围是0°～90°，所选的三个角度应尽量在此角度范围内均匀分布，同时求得三个角度的余弦值，分别记为cos(θ₁)、cos(θ₂)、cos(θ₃)；

利用红外辐射计分别在选定的三个不同角度对天空进行测量，不同方向测得的大气下行辐射值分别记为

步骤二、方向性热红外大气下行辐射值的参数化：

热红外地表温度的遥感反演都是针对无云的大气，故方向性大气下行辐射测量值可以假设与方位角无关，表示为：

其中，θ表示观测天顶角，表示观测方位角，λ表示波长，a表示天空的大气， 在波长λ处，是观测天顶角为θ的热红外大气下行辐射测量值，是观测天顶角为0°时的方向性大气下行辐射值，x_λ是一个与测量仪器的波长范围和大气状况有关的参数；

对公式(1)两边分别求取自然对数，得到方向性大气下行辐射与观测天顶角余弦值的线性化关系：

其中，表示方向性大气下行辐射的对数值，ln(cos(θ))表示观测天顶角余弦的对数值，二者之间满足一元线性关系，斜率-x_λ的物理意义与公式(1)中的x_λ相同，截距表示天顶方向大气下行辐射的对数值；

将步骤一的三次大气下行辐射测量值，分别代入公式(2)即可建立方程组：

对以上方程组进行参数拟合，回归出斜率-x_λ和截距

步骤三、天空半球热红外大气下行辐射的计算，具体步骤为：

天空半球大气下行辐射是由方向性大气下行辐射对天空不同观测天顶角θ、不同观测方位角在半球方向积分得到的，记为

其中，符号hem表示整个天空半球， 将公式(1)方向性大气下行辐射的表达式代入公式(4)中，即可求得天空半球热红外大气下行辐射值：

结合步骤二中回归拟合出的斜率-x_λ和截距即可根据公式(5)快速计算出天空半球热红外大气下行辐射值