本文開發(fā)并推廣了一個(gè)基于六流球諧函數(shù)展開累加法的短波輻射傳輸模型（δ-6SDA）,并在此基礎(chǔ)上建立了一個(gè)適用于遙感正演模擬的快速輻射傳輸模式。δ-6SDA不僅可以計(jì)算輻射通量,還可以計(jì)算特定方位角上的輻射強(qiáng)度。在輻射通量計(jì)算方面,δ-6SDA與六流離散縱坐標(biāo)輻射傳輸模型（δ-6DISORT）具有相似的精度,比四流球諧函數(shù)展開累加輻射傳輸模型（δ-4SDA）和四流離散縱坐標(biāo)輻射傳輸模型（δ-4DISORT）精度更高,并且計(jì)算效率比δ-6DISORT方法快3個(gè)數(shù)量級(jí)。特定方位角上的輻射強(qiáng)度的計(jì)算運(yùn)用了單次散射截?cái)啵═MS）訂正的方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)于Cloud C1和Henyey-Greenstein兩種相函數(shù)情況,δ-6SDA計(jì)算輻射強(qiáng)度的相對(duì)誤差分別小于2%和5%,比δ-4DISORT和δ-6DISORT方法都要小。而計(jì)算速度比δ-6DISORT快3～4個(gè)量級(jí),體現(xiàn)了其在衛(wèi)星遙感研究中的應(yīng)用潛力。另外,本文基于δ-6SDA,建立了一個(gè)適用于真實(shí)大氣的快速輻射傳輸模式,并將其應(yīng)用于搭載在Himawari-8衛(wèi)星上的AHI的觀測模擬中,并驗(yàn)證其可行性。我們選取天鴿臺(tái)風(fēng)和瑪利亞臺(tái)風(fēng)作為典型... 

【文章來源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

勒讓德展開系數(shù)將式（2.1.4）和（2.1.5）代入（2.1.1）中，利用勒讓得函數(shù)的正交性，輻射傳輸方程

南京信息工程大學(xué)碩士學(xué)位論文142.1.2六流球諧函數(shù)展開累加法（δ-6SDA）通過上述求解得到了輻射傳輸方程的單層解，下面通過累加法[34]，將6SHM的結(jié)果拓展到多層，即六流球諧函數(shù)展開累加法（6SDA）。累加法的主要原理是四個(gè)不變性原理。假設(shè)有兩層大氣，大氣層間的輻射傳輸過程如圖2.2所示。圖2.2兩層大氣的輻射傳輸示意圖[34]則兩層大氣的情況下，四個(gè)不變性原理可以表示為輻射傳輸過程中以下四個(gè)變量的表達(dá)式始終不變：(,0)=2(,0)1/0+2∫2(,′)(′,0)′′10（2.1.32）(,0)=1(,0)+2∫1(,′)(′,0)′′10（2.1.33）1,2(,0)=1(,0)+2∫1(,′)(′,0)′′10（2.1.34）1,2(,0)=2(,0)1/0+2∫2(,′)(′,0)′′10（2.1.35）式中，(,0)和(,0)是兩層大氣交界處的無量綱向上和向下的輻射通量。1(,0)和2(,0)分別表示第一層和第二層的反射率，1,2(,0)表示兩層大氣總的反射率。透過率(,0)的下標(biāo)與(,0)的下標(biāo)相似。和緊跟著的上標(biāo)星號(hào)表示輻射來自下方。對(duì)于多層的情況，即需要先對(duì)兩層大氣進(jìn)行計(jì)算，得到上述兩層大氣總的輻射通量及反射率，再將這兩層并做一層，與第三層一起進(jìn)行同樣的計(jì)算。把大氣層分成N層，k層代表其中的任意一層。通過從1層向下計(jì)算到k層，第1到k層總的直接入射透射矩陣和底層向上漫射入射的反射矩陣分別為：

南京信息工程大學(xué)碩士學(xué)位論文16其中，+1、+1和1,分別是矩陣+1(0)、+1(0)和1,(0)的第一元素。由于散射相函數(shù)在前向方向有巨大的衍射峰，導(dǎo)致在光學(xué)薄層或強(qiáng)吸收時(shí)計(jì)算結(jié)果會(huì)不準(zhǔn)確。通常應(yīng)用δ-M方法[45]，將相函數(shù)分割成一個(gè)前向的δ函數(shù)和一個(gè)各向同性的均勻相函數(shù)，如圖2.3所示。圖2.3δ-M函數(shù)調(diào)整示意圖將δ-M方法運(yùn)用于6SDA中，即得到本文所指δ-6SDA方法，相應(yīng)的光學(xué)參數(shù)被調(diào)整為：=(1)（2.1.46）=(1)1（2.1.47）=1（2.1.48）(,0)=∑()(0)5=0(=1~5)（2.1.49）式中=6。2.1.3方位角平均的輻射強(qiáng)度計(jì)算上述δ-6SDA方法可以計(jì)算大氣層頂?shù)姆轿唤瞧骄妮椛鋸?qiáng)度，根據(jù)式（2.1.4），6(,)可以表示為：6(0,)=0(0)0()+31(0)1()+52(0)2()+73(0)3()+94(0)4()+115(0)5()（2.1.50）


本文編號(hào)：3308868