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基于地基宽带辐射观测资料的云检测算法改进

汤金平  王普才  夏祥鳌  
【摘要】:利用地表太阳总辐射和散射辐射对Long and Ackerman(2000)的云检测算法进行了改进,提高了云判别的准确率。首先采用比值概率密度峰值法,初步选出晴天时刻。然后根据晴天时刻的地表太阳总辐射和太阳天顶角余弦值,拟合得到该日晴天总辐射近似表达式。在此基础上,计算各时刻实际观测值与用该拟合式估计的总辐射的比值,并再次利用比值概率密度峰值法,判断该时刻的天空状况。最后利用全天空成像仪观测资料和站点天气记录结果检验算法,结果表明,在天顶角小于75°条件下,本算法判断准确率平均达90.9%。改进的云检测算法减少了因水汽柱总量、气溶胶浓度和系统测量偏差的日变化及天顶角变化造成的误差。应用该检测算法,得到了香河和太湖两地云日发生频率并分析了云地表辐射强迫季节变化特征。两地云出现频率和云地表短波辐射强迫均夏季最大,春秋次之,冬季最小,太湖站云出现频率的季节变化幅度不及香河。香河云地表短波辐射强迫年平均为-39.5 W.m-2,春夏秋冬季节平均分别为-25.9 W.m-2、-70.9 W.m-2、-51.1 W.m-2、-10.8 W.m-2。太湖云地表短波辐射强迫年平均为-66.2 W.m-2,春夏秋冬季节平均分别为-84.6 W.m-2、-89.1 W.m-2、-50.2 W.m-2、-44.1 W.m-2。

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