[发明专利]一种适应FY4A卫星上AGRI仪器的射出长波辐射计算方法

说明书

本发明公开了一种适应FY4A卫星上AGRI仪器的射出长波辐射计算方法，包括以下步骤：读入IMAGER观测数据；FY4‑RTM模式模拟；统计回归分析，导出回归系数；计算大气顶射出长波辐射OLR，本发明适用于气象卫星的OLR计算技术领域，采用多通道数据进行OLR反演，能够更好的反映近地面气体和水汽对辐射量的影响，反演精度更高；同时本发明使用的通道信息与OLR有极高的相关性，通过建立卫星通道观测与模拟OLR的回归关系，由卫星通道辐射率计算出大气顶射出长波辐射通量‑OLR，克服了现有方法的局限性，获得更高精度的同时具有更大的适用范围，可推广性强。

技术领域

本发明属于气象卫星的OLR计算技术领域，具体是一种适应FY4A卫星上AGRI仪器的射出长波辐射计算方法。

背景技术

大气顶射出长波辐射，简称OLR，是地球大气系统向外空辐射出去的热辐射通量密度，是地球大气辐射能量平衡的重要参量之一，卫星观测的OLR时空分布能够反映下垫面的热状况，在晴朗的地区，OLR的大小与地表的发射密切相关；而在多云地区，OLR与云顶温度有关，高云量往往对应较低的OLR值，因此，卫星反演的OLR资料可用于研究热带对流和降水估计，ENSO，ITCZ，季风等；

然而，目前卫星反演算法中，考虑不同的波段组合建立反演算法，由于每个通道反映地表或者大气不同性质的特征，只有选择恰当的红外通道组合，才能得到合理的计算结果，具有很大的局限性，而且难以反映近地面气体和水汽对辐射量的影响，反演精度不高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种适应FY4A卫星上AGRI仪器的射出长波辐射计算方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种适应FY4A卫星上AGRI仪器的射出长波辐射计算方法，包括以下步骤：

读入IMAGER观测数据；

FY4-RTM模式模拟；

统计回归分析，导出回归系数；

计算大气顶射出长波辐射OLR。

优选的，所述IMAGER观测数据包括AGRI通道辐射率、卫星天顶角。

优选的，所述AGRI通道包括通道9、通道10、通道12、通道14及水汽通道。

优选的，所述FY4-RTM模式模拟，包括：基于大气廓线、AGRI通道光谱响应函数和卫星天顶角，利用FY4-RTM软件,计算模拟大气顶射出长波辐射率，计算公式如下:

其中，为模拟大气顶射出长波辐射率，ε_v为地表光谱比辐射率，B为普朗克函数，c₁，c₂为辐射常数，v为波数，τ_v为单色透过率，θ为当地天顶角，为方位角，z_t为大气顶高度，z′为大气中任意高度，T_s为地面温度,n为大气分层,式(3)为式(1)的级数形式。

优选的，所述统计回归分析，导出回归系数，包括：基于FY-4AGRIOLR反演模式：

基于ECMWF2010年再分析数据，选取若干条大气廓线的模拟大气顶射出长波辐射率和AGRI通道辐射率输入到多元线性回归软件中，统计出回归系数a₀、a_i、b_i、c_i、d_i、e_i。

优选的，所述基于ECMWF 2010年再分析数据，选取若干条大气廓线的模拟大气顶射出长波辐射率的最优选择为2521条。