SBDART辐射传输模式的输入 (2)

IDAY： 如果IDAY>0，太阳入射角（SZA,SAZA）是按照指定时间和一个内部的太阳星历算法

（见子程序zensun）来计算。IDAY是用来表示多少天为一个标准的“年”的数字，在1月1号IDAY=1，12月31号IDAY=365，IDAY在内部通过mod(IDAY-1,365)+1来替换。

如果IDAY<0，则abs(iday),time,alat,alon,sza,azm和solfacd的值由代码给出，并标准化

输出及退出。

TIME： 十进制小时的UTC时间（格林威治） ALAT： 地球表面点的纬度 ALON： 地球表面点的东经

说明：如果IDAY等于0，TIME,ALAT和ALON均可忽略。

SOLFAC：太阳距离因子。利用这一因子考虑日地距离季节性变化。如果用R表示天文单位上

的日地距离，则SOLFAC=1/R**2。当太阳几何形状是通过IDAY，TIME,ALAT和ALON来设置时，SOLFAC由内部设置。在这种情况下，SOLFAC按照下式给出：

SOLFAC = ( 1.-eps*cos(2*pi*(IDAY-perh)/365) ) -2

其中，eps=轨道偏心率=0.01673

perh=近日点天数=2 （1月2日）

说明：日地距离的季节性变化将产生+/3.4%的TOA太阳能流量的扰动。在与表面

测量做详细比较时必须考虑该因子。

NOSCT：用于边界层气溶胶的气溶胶散射模式： 0 正常的散射和吸收处理

1 按照(1-ssa*saym)减少光学深度，令ssa=0 2 令ssa=0

3 按照(1-ssa)减少光学深度，令ssa=0

其中，ssa=单次散射反照率，asym=不对称因子

Nosct不影响平流层气溶胶模型或iaer=5的边界层模式。

表面反射特性

===========

ISALB: 地表发射率特征

-1 -光谱地表反照率从“albedo.dat”中读取

0 -用户指定，由ALBCON制定的频谱均匀的反照率 1 -雪盖 2 -清水 3 -湖面 4 -海面

5 -沙地 （数据范围为0.4-2.3微米） 6 -植被 （数据范围为0.4-2.6微米）

7 -海水双向反射分布函数，包括生物色素，泡沫材料，太阳反辉区等SC提供的额

外输入参数。

8 -Hapke解析双向反射分布函数模型。SC提供额外输入参数。

9 -Ross厚型和LI稀疏型双向反射分布函数模型。SC提供额外输入参数。

说明：如果ISALB=-1，用户提供的光谱反射率文件“albedo.dat”从当前工作目录读

取。这里ASCII文件的读取是只读的自由格式（数字可能会用空格，逗号或回车分隔）；

read(13,*,end=100) (wlalb(i),alb(i),i=1,huge(0))

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100 continue

where, wlalb wavelength sample points (microns)

alb spectral albedo (unitless)

从albedo.dat中读取的波长样本点的数目应该小于等于1000

用户指定的反射率可以覆盖所有波长范围和具有任意高的分辨率。这与标准反射率

模型（沙，植被，湖面和海面）在5微米分辨率条件下只有0.25到4微米的指定范围相反。

在2.0版本之前，SBDART使用了不同格式的光谱输入文件albedo.dat, filter.dat和

solar.dat。一种perl代码“newform”可以从ftp::/ftp.icess.ucsb.edu/pub/esrg/sbdart将旧的数据文件转换为新的格式。

说明：大批量的光谱反射率数据可由JPL谱库获取： http://speclib.jpl.nasa.gov/

jpl光谱文件可以在经过以下这行perl命令处理后呗SBDART使用： perl -lane 'print \

其中jplfile是谱库文件的名称。

ALBCON： ISALB=0——光谱均匀，地表反照率

SC： 用于isalb=7,8,和10的地表反照率规格参数

---------- isalb=7 ----------

SC指定海洋反射模型参数：

SC(1):在mg/m3单位内的海洋色素浓度。

色素假定包括叶绿素a+脱镁叶绿素a。色素浓度影响波长范围在0.4-0.7微米的海洋双向反射分布函数（默认值=0.01）。通过设置SC(1)=0来关闭内部贡献值。（值得注意的是，内部贡献值在0 < pigment_concentration < 0.0001条件下被设置为一个非零的常数。即在SC(1)趋于0时，内部贡献值并不是连续的趋向0。）

SC(2):海面上以m/s为单位的风速。风速影响太阳反辉区和为海洋双向反射分布函数贡

献的泡沫参数（默认值=5m/s）

SC(3):以千分数表示的海洋盐度。盐度影响海洋表面的菲涅尔反射（默认值=34.3）

说明：海洋的brdf模型与应用与6s辐射传输的模型几乎相同。唯一的不同是，

SBDART中使用的双向反射分布函数不依赖于风向。依赖于风向的双向反射分布函数被风向方位角超过360度的平均条件下的6s反射模式消除。

说明：6s模型不包括任何对于波侧面阴影的规定，，所以表面的阐释或者观察方

向的结果有可能是不正确的。更多的信息可以从Vermote, E., D. Tanre, J.L. Deuze, M. Herman, and J.J. Morcrette (1995)等人编写的“Second Simulation of the Satellite Signal in the Solar Spectrum (6S), user's guide”中获取。

---------- isalb=8 ----------

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SC指定Hapke分析的brdf模型参数：

SC(1):表面粒子的单次散射反照率 SC(2):表面粒子散射的不对称因子 SC(3):热点的数量级（反作用） SC(4):热点的宽度

说明：这种模型是基于Hapke，1981

同样可以参照P. Pinet, A. Cord, S. Chevrel和Y. Daydou，2003：‘Experimental

determination of the Hapke parameters for planetary regolith surface analogs’

通用的植被（实际上是三叶草），可以用sc=0.101,-0.263, 0.589, 0.046来描述。

（来源于Pinty and Verstraete, 1991）。

雪盖可以用sc=0.99, 0.6, 0.0, 0.995来描述。（来源于Domingue et al., 1997和

Verbiscer and Veverka, 1990）

---------- isalb=9 ----------

SC指定Ross厚型和LI稀疏型brdf模型参数

SC(1)=各向同性系数 SC(2)=流量系数 SC(3)=几何阴影系数 SC(4)=热点数量级 SC(5)=热点宽度

（(Ross, 1981; Li和Strahler, 1992）

---------- isalb=10 ----------

SC指定雪盖，海面，沙地和植被的混合比

复合反照率分数（仅适用于isalb = 10） SC(1):雪盖分数 SC(2):海面分数 SC(3):沙地分数 SC(4):植被分数

说明：SC(1)+SC(2)+SC(3)+SC(4)不需要总和为1。

因此，使用SC因子来提高给定表面型的整体反射率是可行的。例如，SC=0,0,2,0

产生的表面光谱反射率结果是沙地的两倍。当心，总的反射率大于1将产生非物

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理结果。

大气模式 ========

默认 臭氧(atm-cm)

IDATM: 大气剖面: 水汽 (g/cm2) total below_10km

--------------------------------- ---------------------------- -------------------------- 0 用户自定义

1 热带大气 4.117 0.253 .0216 2 中纬度夏季 2.924 0.324 .0325 3 中纬度冬季 0.854 0.403 .0336 4 副极地夏季 2.085 0.350 .0346 5 副极地冬季 0.418 0.486 .0340 6 US62 1.418 0.349 .0252 -n List to standard out

如果IDATM=0，用户提供的大气廓线，“atms.dat”是从当前的工作目录中读取。这里ASCII文件的读取是只读的自由格式（数字可能会用空格，逗号或回车分隔）；

read(13,*) nn

do 10 i=1,nn

read(13,*) z(i),p(i),t(i),wh(i),wo(i) 10 continue

其中，nn是大气的层数

nn应当小于或等比于MXLY，是用于SBDART中设置水平垂直网格的最

大数量的一个参数（参见params.f）。

z 以km为单位的层高 （z必须单调递减）

P 以毫巴为但单位的压力 t 以开尔文为单位的温度 wh 以g/m3为单位的水汽密度 wo 以g/m3为单位的臭氧浓度

如果IDATM被设置为一个范围在-1到-6的负数，SBDART将输出对应于abs(idatm)的

的大气模式的标准输出，然后退出。输出的大气廓线将反映出由输入参数UW, UO3, O3TRP, PBAR, ZPRES, RHCLD和KRHCLR造成的任何改动。

AMIX: 权重因子，当起积极作用时，该因子控制有多少atms.dat文件中的大气廓线能与

由IDATM选定的标准内部配置文件相匹配。例如，IDATM=1和IDATM=0.7指定了70%的atms.dat的比重和30%的TROPIC配置的比重。否（默认值=-1）

UW： 整体水汽含量（G/CM2）

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UO3： 整体臭氧浓度（ATM-CM）

ZTRP水平以上。ZTRP的默认值=0，因此UO3通常指定柱形臭氧的总量。如果UO3

的值为负，则采用原始的臭氧浓度。

说明： 1 atm-cm=1000 Dobson单位

说明： 使用UW或者UO3来设置大气模式中的水汽或臭氧的总量。除额外因子之外，垂直

廓线将仍是由IDATM设定的原始大气模式。当UW或UO3的值为负，使用原始未修改的密度分布。

O3TRP: 整体对流层臭氧浓度（ATM-CM）。

即，用于z.lt.ZTRP。当O3TRP为负时，使用原始的对流层密度（由IDATM设定）。（默

认值=-1。）

ZTRP: 对流层顶高度。参数UO3和O3TRP分别设定平流层和对流层的臭氧柱总量。说明：

因为ZTRP的默认值是0，UO3通常设定整个大气层的整体臭氧量（默认值=0）。

XN2： N2的混合体积比 （PPM,默认值=781000.00） XO2： O2的混合体积比 （PPM,默认值=209000.00） XCO2： CO2的混合体积比（PPM,默认值= 360.00） XCH4： CH4的混合体积比（PPM,默认值= 1.74） XN2O: N2O的混合体积比（PPM,默认值= 0.32） XCO: CO的混合体积比 （PPM,默认值= 0.15） XNH3： NH3的混合体积比（PPM,默认值= 5.0e-4） XSO2： SO2的混合体积比 （PPM,默认值= 3.0e-4） XNO: NO的混合体积比 （PPM,默认值= 3.0e-4） XHNO3： HNO3的混合体积比（PPM,默认值= 5.0e-5） XNO2： NO2的混合体积比 （PPM,默认值= 2.3e-5）

说明：将任何的这些因子设置为-1都会导致大气成分保留在US62大气模式中定义

的其名义上的混合比（如上表所列）。

一个给定种类的的体积混合比（VMR）是通过指定以PPM为单位的VMR的

表面值来调整的。整个的高度分布是用户指定的VMR比例和标称表面VMR的乘积。

VMR不能进一步再正化。因此，所有VMRs的总量可能大于或小于10^6。同

时，VMRs的默认设置不会增加到10^6因为那些没有任何辐射效应的惰性气体的排除。

XRSC: 瑞利散射的灵敏度因子（默认值=1）

该因子根据敏感性研究的瑞利散射强度而相应变化。

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