热红外地表方向性辐射温度与半球辐射温度关系研究

作     者：彭硕 唐伯惠 李召良 吴骅 唐荣林 PENG Shuo;TANG Bohui;LI Zhaoliang;WU Hua;TANG Ronglin

作者机构：中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《地球信息科学学报》 (Journal of Geo-information Science)

年 卷 期：2016年第18卷第1期

页      面：106-116页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(41231170) 中国科学院地理科学与资源研究所可桢杰出青年学者计划项目(2012RC101) 

主　　题：4 SAIL模型 方向性热辐射参数化模型 方向性辐射温度 多角度观测试验 半球辐射温度 

摘      要：地表温度是陆面过程的一个重要影响因素,利用地表温度的遥感反演算法只能获取卫星传感器观测角度条件下的地表温度(即某个方向上的辐射温度),但地球表面普遍存在非同温像元,反演得到的像元地表辐射温度具有方向性特征。本文利用热红外辐射传输模型4 SAIL(Scattering by Arbitrarily Inclined Leaves),以及方向性热辐射参数化模型,针对非同温均匀冠层,考虑冠层结构、太阳位置和观测角等因素的影响,模拟得到方向性辐射温度数据,与半球辐射温度数据比较,得到估算半球辐射温度的最佳观测角度。此外,开展热红外地面观测试验,对热红外地表辐射温度的角度效应,以及利用模拟数据得到的半球辐射温度最佳观测角度进行了验证。结果表明,当太阳高度角较低时,均匀草地的地表辐射温度,会随着观测天顶角的增大而增加,受观测方位角的影响较小,当观测天顶角为75°时,倾斜观测与垂直观测得到的辐射温度差值达到2.7 K,说明热辐射存在明显的方向性特征。同时,将热红外地表方向性辐射温度与同步观测的半球辐射温度进行对比分析,当叶面积指数小于1.0时,半球辐射温度的最佳替代角度为51°,与模拟结果相符。