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原文传递一种利用地面气象观测资料估算地表反照率的方法

专利名称：	一种利用地面气象观测资料估算地表反照率的方法
摘要：	本发明公开了一种利用地面气象观测资料估算地表反照率的方法，首先获取目标站点的气象观测数据，包括该站点所在的地理位置、逐日的辐射作用层的叶面指数LAIk和日照时数nk，根据目标站点的地位位置计算太阳倾角δk；然后根据不同计算需求的时间尺度对数据进行整理，之后根据太阳倾角和地理位置数据计算目标站点的太阳正午时角天顶距，获得的数据计算晴空地表反照率的天顶值；对时角积分得到晴天地表反照率的日平均值；之后采用日照时数考虑云量对反照率的影响，计算地表反照率的日平均值。本发明具有适用范围广、计算精度高、便于应用等优点，是一种计算简便，计算精度高的方法。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	云南;53
申请人：	云南省水利水电勘测设计研究院
发明人：	陈刚;高蓉;顾世祥;周密;陈金明;谢波;梅伟;苏建广;浦承松;吴雷
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-04T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201910599095.6
公开号：	CN110411982A
代理机构：	武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	杨宏伟
分类号：	G01N21/47(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	650021 云南省昆明市青年路376号
主权项：	1.一种利用地面气象观测资料估算地表反照率的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、气象观测数据收集与整理，获取目标站点的气象观测数据，包括该站点所在的地理位置、逐日的辐射作用层的叶面指数LAIk和日照时数nk，其中k为表示时序的下标，根据目标站点的地理位置计算太阳倾角δk；步骤2、根据太阳倾角和目标站点的地理位置计算目标站点的太阳正午时角天顶距，计算公式如下：上式中，Zk，表示第k日太阳正午时角天顶距；步骤3、根据步骤1和步骤2获得的数据计算晴空地表反照率的天顶值αzz,k；步骤4、计算晴天反照率的日平均值，由于太阳角天顶距随太阳东升西落的时角不断变化，第k日的地表反照率是随时间变化，对时角积分得到晴天地表反照率的日平均值；步骤5、计算地表反照率的日平均值，采用日照时数考虑云量对反照率的影响，则地表反照率的日平均值为上式中：C1和C2为常数，Nk为最大可能日照时数。 2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1中，所述地理位置包括经度L、纬度和海拔h，所述纬度采用弧度表示，若位于北半球取正值，位于南半球则取负值。 3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤1中，根据需要计算表反照率的时间尺度，分为以下四类对输入数据进行整理与分析：第一类、对于需要计算长系列逐日的日平均地表反照率，采用长系列的逐日日照时数和叶面指数进行计算，对于缺测的日照时数，采用相邻时间的算术平均值代替，此时k为日序数，k＝1对应每年的1月1日，k＝365或366对应每年的12月31日，则第k日的太阳倾角δk计算公式为：第二类、对于需要计算多年平均的逐日日平均地表反照率，算术平均得到多年平均的逐日日照时数和叶面指数，此时k为日序数，k＝1对应每年的1月1日，k＝365或366对应每年的12月31日，第k日的太阳倾角δk采用公式(1)计算得到；第三类、对于需要计算长系列逐月的月平均地表反照率，将日照时数和叶面指数算术平均得到逐月的日照时数和叶面指数，此时k为月序数，k＝1对应1月，k＝12对应12月，第k月的太阳倾角的平均值δk计算公式为 δk＝23.2sin(29.5k-94) 公式(2) 第四类、对于需要计算多年平均的逐月地表反照率，算术平均得到多年平均的逐月日照时数和叶面指数，此时k为月序数，k＝1对应1月，k＝12对应12月，第k月的太阳倾角的平均值δk采用公式(2)计算得到。 4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤3中，所述晴空地表反照率的天顶值计算公式如下： αzz,k＝αzv,k[1-exp(-ζ·LAIk)]+exp(-ζ·LAIk)αzs,k 上式中：ζ为常数；αzs,k，αzv,k分别为太阳正午时裸土和植被反照率的天顶值，与太阳正午时角天顶距、海拔、降水量等有关，其计算公式为 αzs,k＝Cs1Pr-0.5αzzsexp(bZk)+Cs2 αzv,k＝Cv1Pr-0.5αzzvexp(bZk)+Cv2 上式中：b为与辐射作用层类型有关的常数；αzzs,αzzv,Cs1,Cs2,Cv1和Cv2为常数，采用观测反射辐射的气象站资料进行率定；Pr为该站点大气压强与标准大气压的比值。 5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤3中，Cv2和Cs2的取值和该站点的多年平均降水量P有关，分为以下三种情况，1)当P≥400mm，即该站点位于湿润半湿润区时，Cs2＝0.177，Cv2＝0.145；2)当200≤P<400mm，即该站点位于半干旱区时，Cs2＝0.216，Cv2＝0.155；3)当P<200，即该站点位于干旱区时，Cs2＝0.218，Cv2＝0.164。 6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤4中，晴天地表反照率的日平均值的计算公式如下：上式中，α0,k为晴天地表反照率的日平均值。
所属类别：	发明专利