[发明专利]一种模拟冰云成长过程的方法及系统

权利要求书

1.一种模拟冰云成长过程的方法，其特征在于，包含以下步骤：

构建冰云粒子谱分布数据库和非球形冰云粒子散射数据库，所述冰云粒子谱分布数据库包含冰云粒子观测数据，所述非球形冰云粒子散射数据库包含冰云粒子散射特性参数；

根据所述冰云粒子谱分布数据库和所述非球形冰云粒子散射数据库，计算冰云光学特性参数与冰云宏观物理量之间的拟合关系，并确定覆盖紫外到远红外光谱范围内的拟合系数，所述冰云光学特性参数包括冰云消光效率、冰云不对称因子和冰云单次散射反照率，所述冰云宏观物理量包括冰云冰水含量和冰云平均有效半径；所述冰云消光效率计算步骤为：所述冰云粒子消光效率与所述粒子谱分布函数相乘，并在粒子最大直径范围内积分；所述冰云单次散射反照率计算步骤为：所述冰云粒子散射效率与所述粒子谱分布函数相乘，并在粒子最大直径范围内积分；所述冰云不对称因子计算步骤为：所述冰云粒子不对称因子乘以散射截面乘以所述粒子谱分布函数，并在粒子最大直径范围内积分；所述冰云冰水含量计算步骤为：冰云粒子体积大小乘以冰云粒子密度乘以所述粒子谱分布函数相乘，并在粒子最大直径范围内积分；所述冰云平均有效半径计算步骤为：所述冰云粒子体积大小与所述粒子谱分布函数之积除以冰云粒子几何截面与所述粒子谱分布函数之积，并在粒子最大直径范围内积分；

将所述拟合系数应用于辐射传输模型，模拟所述冰云成长过程。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冰云粒子观测数据为低纬度到中纬度地区的观测数据。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冰云粒子散射特性参数为紫外到远红外波段光谱范围内不同粒子尺度大小的冰云粒子散射特性参数。

4.如权利要求1或3任一所述的方法，其特征在于，所述冰云粒子散射特性参数包括冰云粒子消光效率、冰云粒子散射效率、冰云粒子吸收效率、冰云粒子不对称因子和冰云粒子相矩阵元素。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述辐射传输模型为CIESM气候模式中的模块RRTMG辐射传输模型。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述冰云粒子观测数据选择温度小于-40℃时的观测数据。

7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述冰云粒子散射特性参数包含紫外到远红外光谱范围N个波段间隔的散射特性参数，所述粒子尺度大小范围为A至B，其中，N为大于0的整数，A和B为大于0的任意值。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述冰云粒子散射特性参数包含紫外到远红外光谱范围101个波段间隔的散射特性参数，所述粒子尺度大小范围为0.25至21428。

9.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述冰云粒子散射特性参数包含的紫外到远红外光谱范围为0.21～13.5um。

10.一种模拟冰云成长过程的系统，用于实现权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，包括：

第一模块，用于构建冰云粒子谱分布数据库和非球形冰云粒子散射数据库，所述冰云粒子谱分布数据库包含冰云粒子观测数据，所述非球形冰云粒子散射数据库包含冰云粒子散射特性参数；

第二模块，用于根据所述冰云粒子谱分布数据库和所述非球形冰云粒子散射数据库，计算冰云光学特性参数与冰云宏观物理量的所述拟合系数，所述冰云光学特性参数包括冰云消光效率、冰云不对称因子和冰云单次散射反照率，所述冰云宏观物理量包括冰云冰水含量和冰云平均有效半径；

第三模块，用于将所述拟合系数应用于辐射传输模型，模拟所述冰云成长过程。