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专利号: 2017108316364
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种适用于云微物理特性连续变化的辐射传输计算方法,基于二流近似方案,其特征在于该方法包括以下步骤:步骤1)将云微物理特性连续变化的辐射通量表示为常数项与扰动项的和;

步骤2)根据传统的二流辐射传输方程计算得出的第一辐射通量,并设定第一辐射通量为所述常数项;

步骤3)通过微扰法将不对称因子g和单散射反照率ω参数化的形式代入传统的二流辐射传输强度方程中形成由非均匀性引起的扰动项方程组,并通过对所述非均匀性引起的扰动项方程组求解得到两个微扰动因子εω和εg表示的第二辐射通量;

步骤4)对第一辐射通量与第二辐射通量进行求和完成所述云微物理特性连续变化的辐射通量的求解。

2.根据权利要求1所述的适用于云微物理特性连续变化的辐射传输计算方法,其特征在于当该方法基于太阳短波辐射时,所述步骤1中的云微物理特性连续变化的辐射通量的表现形式如式(1):其中,Fi±(i=1,2)为扰动项, 为常数项。

3.根据权利要求2所述的适用于云微物理特性连续变化的辐射传输计算方法,其特征在于所述步骤3)中,非均匀性引起的效应的微扰动项的方程组Fi±(i=1,2)如式(2)其中,Fs表示入射太阳通量,τ是光学厚度,τ0表示云顶到云底的光学厚度,分别表示是光学厚度为 时ω、g对应的值, μ0为太阳高度角的余弦值;

根据式(2)求解得到垂直非均匀层结引起的扰动项Fi+和Fi-表达式如式(3):其中,

k满足 另外,Xi、αi、Pi+、Pi-、 以及 均为过度参数,其中,Ai和Bi由边界条件决定,Ai和Bi分别表示为:其中,Rdif表示漫射反射率;

Ai和Bi对应的边界条件为:Fi-(τ=0)=0,Fi+(τ=τ0)=RdifFi-(τ=τ0)。

4.根据权利要求3所述的适用于云微物理特性连续变化的辐射传输计算方法,其特征在于所述步骤3)中,所述传统的二流辐射传输方程如式(4):式(4)中对应的边界条件为

5.根据权利要求1所述的适用于云微物理特性连续变化的辐射传输计算方法,其特征在于当该方法基于地表长波辐射时,所述步骤1中的云微物理特性连续变化的辐射通量的表现形式如式(5):其中, 为扰动项, 为常数项。

6.根据权利要求5所述的适用于云微物理特性连续变化的辐射传输计算方法,其特征在于所述步骤3)中,所述传统的二流辐射传输方程如式(6):式(6)中,B(τ)=a1+b1τ,a1和b1是常数,式(6)的边界条件为:I-(τ=0)=0,I+(τ=τ0)=(1-εs)I-(τ=τ0)+εsπBs(Ts),Ts表示地表温度,Bs表示普朗克黑体发射;

根据式(6)求得 如式(7):

其中,

其中,K和H是由边界条件决定的量、εs地表发射率、a1、b1表示常数。

7.根据权利要求6所述的适用于云微物理特性连续变化的辐射传输计算方法,其特征在于所述步骤3)中,非均匀性引起的效应的微扰动项的方程组 的方程组如式(8):其中,ω(τ)表示单层散射反照率,τ是光学厚度,τ0表示云顶到云底的光学厚度,分别光学厚度为 时ω、g对应的值,μ0为太阳高度角的余弦值,根据式(8)求解得到垂直非均匀层结引起的扰动项 和 表达式如式(9):其中,

其中,R表示地表反射率,

Ai和Bi对应的边界条件为: