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大气参数模式及其在辐射大气传输计算中的应用

魏合理,  戴聪明,  唐朝礼,  武鹏飞,  黄宏华,  李学彬,  朱文越,  饶瑞中,  王英俭

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魏合理, 戴聪明, 唐朝礼, 武鹏飞, 黄宏华, 李学彬, 朱文越, 饶瑞中, 王英俭. 大气参数模式及其在辐射大气传输计算中的应用[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1203001-1203001(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1203001
引用本文: 魏合理, 戴聪明, 唐朝礼, 武鹏飞, 黄宏华, 李学彬, 朱文越, 饶瑞中, 王英俭. 大气参数模式及其在辐射大气传输计算中的应用[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1203001-1203001(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1203001
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Wei Heli, Dai Congming, Tang Chaoli, Wu Pengfei, Huang Honghua, Li Xuebin, Zhu Wenyue, Rao Ruizhong, Wang Yingjian. Atmospheric parameter model and its application in the calculation of atmospheric raditaive transfer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(12): 1203001-1203001(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1203001
Citation: Wei Heli, Dai Congming, Tang Chaoli, Wu Pengfei, Huang Honghua, Li Xuebin, Zhu Wenyue, Rao Ruizhong, Wang Yingjian. Atmospheric parameter model and its application in the calculation of atmospheric raditaive transfer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(12): 1203001-1203001(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1203001
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大气参数模式及其在辐射大气传输计算中的应用

doi: 10.3788/IRLA201948.1203001
  • 1.

    中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院大气光学重点实验室,安徽 合肥 230031;

  • 2.

    安徽理工大学 电气与信息工程学院,安徽 淮南 232001

基金项目: 

国家自然科学基金青年科学基金（41505023）;装备预研基金（41416020204）

详细信息
    作者简介:

    魏合理(1965-),男,研究员,博士生导师,主要从事红外辐射大气传输、卷云红外辐射特性方面的研究。Email:hlwei@aiofm.ac.cn

  • 中图分类号: P42

Atmospheric parameter model and its application in the calculation of atmospheric raditaive transfer

  • 1.

    Key Laboratory of Atmospheric Optics,Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Hefei 230031,China;

  • 2.

    Institute of Electrical and Information Engineering,Anhui University of Science and Technology,Huainan 232001,China

  • 摘要: 大气辐射传输的计算精度在很大程度上依赖于大气参数的精度。建立局地的大气参数模式在光电工程的大气传输计算中将有重要应用。利用目前可获得的探空数据、卫星观测数据、地面站点的观测数据初步建立了我国不同地域的大气参数模式，包括地面至120 km高度的温度、湿度、气压的逐日、逐月、逐年高度分布廓线、地面能见度的月平均分布，覆盖我国91个气象探空台站。并把这些大气参数模式用在通用大气辐射传输计算软件（CART）中计算大气透过率和大气背景辐射。文中展示了5个台站的大气参数时空分布以及用CART计算的大气窗口波段的透过率、大气热背景辐射逐月分布及其在我国地域的空间分布。
    Abstract: The calculation accuracy of atmospheric radiative transfer depends greatly on the precision of atmospheric parameters. The establishment of a local atmospheric parameter model plays an important role in the calculation of atmospheric radiative transfer for the photoelectric engineering. By using the data of currently available, including balloon-sounding data, satellite observation data, and some surface observation data at different areas in China, a preliminary model of atmospheric parameters was established, including the daily average, monthly average and yearly average profiles from the ground to 120 km of atmospheric temperature, humidity, air pressure, and density, as well as the monthly average of the ground visibility, covering the 91 observing stations in China. These parameters were integrated in the Combined Atmospheric Radiative Transfer calculation software (CART) to calculate atmospheric transmittance and atmospheric background radiation. The spatial distribution of atmospheric parameters of 5 stations and the monthly distribution of atmospheric thermal background radiation and its geographical distribution in China were shown in the paper.
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    [2] 王振宝, 冯刚, 吴勇, 张磊, 方波浪, 王飞, 王平, 武俊杰.  脉冲/连续高功率激光光斑分布阵列探测器 . 红外与激光工程, 2022, 51(10): 20220064-1-20220064-5. doi: 10.3788/IRLA20220064
    [3] 庞明琪, 刘海峥, 张代军, 史泽林.  高温激波层CO2辐射与传输特性数值计算研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(4): 20210376-1-20210376-10. doi: 10.3788/IRLA20210376
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    [5] 魏合理, 戴聪明, 武鹏飞, 唐超礼, 赵凤美, 吴欣, 饶瑞中, 王英俭.  更新升级的通用大气辐射传输软件CART2（特约） . 红外与激光工程, 2020, 49(7): 20201024-1-20201024-8. doi: 10.3788/IRLA20201024
    [6] 袁航, 王晓蕊, 袁影, 张卫国, 郭冰涛.  天基平台海云背景下飞机全链路成像特征建模及分析 . 红外与激光工程, 2020, 49(2): 0204004-0204004. doi: 10.3788/IRLA202049.0204004
    [7] 李一涵, 胡海洋, 王强.  高超声速飞行器红外探测窗口辐射透射特性研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(4): 0404002-0404002-7. doi: 10.3788/IRLA202049.0404002
    [8] 陈双远, 王飞翔, 许方宇, 郭杰, 肖建国, 贾钰超, 徐稚, 赵志军, 王远方舟.  基于辐射传输的M'波段大气透过率实测和误差分析 . 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1203006-1203006(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1203006
    [9] 荆卫国, 王红培, 栾光琦, 孙明昭, 田超, 王佳笑.  灯光干扰对微光成像系统性能的影响 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1014001-1014001(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1014001
    [10] 提汝芳, 孙晓兵, 李树, 陈震霆.  近地面水平方向大气偏振辐射传输仿真与验证 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1111001-1111001(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1111001
    [11] 赵凤美, 戴聪明, 魏合理, 朱希娟, 马静.  基于MODIS云参数的卷云反射率计算研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 917006-0917006(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0917006
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    [14] 孙刚, 翁宁泉, 张彩云, 高慧, 吴毅.  基于NOAA模式的典型地区大气湍流高度分布 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 388-393.
    [15] 魏合理, 戴聪明.  辐射特性测量大气传输修正研究：大气传输修正系统 . 红外与激光工程, 2014, 43(4): 1019-1024.
    [16] 魏合理, 戴聪明.  辐射特性测量大气传输修正研究：大气辐射传输模式和关键大气参数分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 884-890.
    [17] 刘丹丹, 黄印博, 戴聪明, 魏合理.  中红外波段高空大气传输透过率及热辐射计算 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2324-2329.
    [18] 戴聪明, 魏合理, 陈秀红.  通用大气辐射传输软件(CART)分子吸收和热辐射计算精度验证 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 174-180.
    [19] 戴聪明, 魏合理, 陈秀红.  通用大气辐射传输软件(CART)大气散射辐射计算精度验证 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1575-1581.
    [20] 褚宏伟, 许小剑.  火箭尾喷焰红外辐射特性的理论计算 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 10-14.
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-10-11
  • 修回日期:  2019-11-21
  • 刊出日期:  2019-12-25

大气参数模式及其在辐射大气传输计算中的应用

doi: 10.3788/IRLA201948.1203001
  • 1. 中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院大气光学重点实验室,安徽 合肥 230031;
  • 2. 安徽理工大学 电气与信息工程学院,安徽 淮南 232001
    • 作者简介:

    魏合理(1965-),男,研究员,博士生导师,主要从事红外辐射大气传输、卷云红外辐射特性方面的研究。Email:hlwei@aiofm.ac.cn

  • 收稿日期: 2019-10-11
  • 修回日期: 2019-11-21
  • 刊出日期: 2019-12-25
基金项目:

国家自然科学基金青年科学基金（41505023）;装备预研基金（41416020204）

  • 中图分类号: P42

摘要: 大气辐射传输的计算精度在很大程度上依赖于大气参数的精度。建立局地的大气参数模式在光电工程的大气传输计算中将有重要应用。利用目前可获得的探空数据、卫星观测数据、地面站点的观测数据初步建立了我国不同地域的大气参数模式，包括地面至120 km高度的温度、湿度、气压的逐日、逐月、逐年高度分布廓线、地面能见度的月平均分布，覆盖我国91个气象探空台站。并把这些大气参数模式用在通用大气辐射传输计算软件（CART）中计算大气透过率和大气背景辐射。文中展示了5个台站的大气参数时空分布以及用CART计算的大气窗口波段的透过率、大气热背景辐射逐月分布及其在我国地域的空间分布。

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