[发明专利]一种多波段合成的黑碳气溶胶直接辐射效应计算方法

权利要求书

1.一种多波段合成的黑碳气溶胶直接辐射效应计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、根据Aethalometer仪得到黑碳气溶胶的质量浓度并转换为黑碳气溶胶的数量浓度；

B、根据编写的程序，提取出MODIS提供的6个窄波段的白天空反照率和黑天空反照率产品；

C、根据太阳光度计测得气溶胶的微物理参数(复折射指数、粒径分布)、总光学厚度，并结合MODIS的6个窄波段的白天空反照率，采用6S辐射传输模型得到6个窄波段各自的天空散射光比；

D、根据OPAC模型将黑碳气溶胶的数量浓度转换为黑碳气溶胶的光学厚度；

E、根据MODIS 6个窄波段的白天空反照率和黑天空反照率，利用计算出的6个窄波段的天空散射光比，得到MODIS 6个窄波段的蓝天空反照率；

F、根据窄波段合成宽带短波的反照率公式，将MODIS 6个窄波段的蓝天空反照率合成出宽带短波的蓝天空反照率。

G、根据6S辐射传输模型，输入黑碳气溶胶的光学厚度、合成的宽带短波的蓝天空反照率、几何参数，最后可以得到黑碳气溶胶的直接辐射效应。

2.根据权利要求1所述的一种多波段合成的黑碳气溶胶直接辐射效应计算方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：

A1：黑碳气溶胶的质量浓度主要根据Aethalometer仪测得；

A2：将黑碳气溶胶的质量浓度(μg/m³)除以5.99×10^-5(μg/m³/part/cm³)可以得到黑碳气溶胶的数量浓度(part.cm^-3)。

3.根据权利要求1所述的一种多波段合成的黑碳气溶胶直接辐射效应计算方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

B1：通过编写程序，将目标研究区域的MODIS 6个窄波段的白天空反照率和黑天空反照率产品提取出来。

4.根据权利要求1所述的一种多波段合成的黑碳气溶胶直接辐射效应计算方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：

C1：利用太阳光度计测量气溶胶总光学厚度、微物理参数(复折射指数的实部和虚部、粒径分布(dv/dlnr))；

C2：因为6S辐射传输模型要求输入550nm的光学厚度，需要根据下面公式将气溶胶的总光学厚度变换为550nm的总光学厚度，再将550nm的总光学厚度和MODIS 6个窄波段的白天空反照率输入到6S辐射传输模型中，可以得到MODIS 6个窄波段的天空散射光比；

式中，τ_aerosol代表气溶胶总光学厚度，λ代表波长，AE代表Angstrom参数。

5.根据权利要求1所述的一种多波段合成的黑碳气溶胶直接辐射效应计算方法，其特征在于，所述步骤D具体包括：

D1：根据OPAC模型，输入黑碳气溶胶的数量浓度，可以得到550nm的黑碳气溶胶的光学厚度，OPAC模型中计算光学厚度的公式如下；

式中，τ为黑碳气溶胶的光学厚度，代表j层黑碳气溶胶或云的消光系数并归一化到1part.cm^-3，Z为标高(单位为千米)，它描述了黑碳气溶胶高度轮廓的坡度，N代表黑碳气溶胶的高度轮廓，h是距离地面的海拔高度(单位为千米)。