Page 40 - 《高原气象》2023年第1期
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高     原      气     象                                 42 卷
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             足高原地区天气气候研究的需求， 青藏高原地区观                            1998 年的第二次青藏高原科学考察试验（TIPEX
             测数据的不足已成为我国科学家深入认识我国天                              II， The Second Qinghai-Xizang Plateau Atmospheric
             气 气 候 异 常 成 因 的 重 要 瓶 颈 问 题（熊 安 元 等 ，              Scientific Experiment）（徐祥德， 1998）以及 2014 年
             2021）。                                             的第三次青藏高原科学考察试验（TIPEX III， The
                  从 20 世纪 70 年代开始， 国内外学者基于观测                    Third Qinghai-Xizang Plateau Atmospheric Scientific
             数据、 经验模型模拟数据、 卫星产品等开展了青藏                           Experiment）（Zhao et al， 2018； 赵平等， 2018）， 通
             高 原 地 区 太 阳 辐 射 分 布 特 征 的 研 究 。 谢 贤 群              过陆基、 空基和星基观测平台获得了大量青藏高原
             （1983）利用 1979 年 5 -8 月青藏高原气象科学试验                   地区热源和大气条件等科学考察数据（李茂善等，
             期间高原上 6 个地面辐射站观测数据， 分析了地面                          2019； 胡伟等， 2020； 续昱和高艳红， 2020）， 为认
             净全辐射各分量特征。卞林根等（2001）利用第二                           识高原天气气候效应提供观测事实数据（叶笃正和
             次青藏高原气象科学试验数据， 分析了 1998 年高                         高由禧， 1979； 章基嘉， 1988； 陈隆勋等， 1985； 赵
             原夏季净全辐射分量和热源强度的变化特征。前                              平， 1999）。但由于这些科学试验数据分别存放在
             期的研究大多是基于少数观测站点、 有限观测时段                            不同研究机构， 数据格式不同， 这些宝贵的数据并
             数据的分析。周允华（1984）、 沈志宝（1987）、 翁笃                     未发挥其应有的效益。本文通过整合集成科学考
             鸣（1988）、 Wang et al（2009）、 Yang et al（2006）利用      察试验数据和气象业务观测数据， 形成了一套空
             常规气象要素和经验公式计算辐射量， 进而分析辐                            间覆盖度更高、 数据更加完整的青藏高原气象辐
             射变化特征， 但由于大气辐射传输过程的复杂性，                            射基本要素数据集， 可弥补目前业务观测辐射数
             利用经验公式计算地表辐射结果存在一定的不确                              据在青藏高原中西部地区的数据空缺， 可为卫星
             定性。20 世纪 60 年代以后， 气象卫星数据的应用                        遥感和模式估算辐射数据定标和校验提供基础数
             弥补了站点观测数据的不足， 为研究青藏高原辐射                            据支撑。同时本文针对青藏高原科学试验观测与
             变 化 规 律 提 供 了 新 的 途 径（蒋 兴 文 和 李 跃 清 ，              中国气象局业务观测辐射数据的差异特征及青藏
             2010； 王艺等， 2016； 于涵等， 2018； 王美蓉等，                  高原地区辐射数据特征进行了评估分析， 为青藏
             2019），  国 际 卫 星 云 项 目（International  Satellite     高原热状况和天气气候研究提供基础数据支撑和
             Cloud Climatology Project， ISCCP）自 1983 年收集        参考依据。
             并分析卫星观测辐射数据并推断全球范围云的性                              2  数据来源与评估方法
             质和分布， 同时衍生出 ISCCP-F、 GEWEX-SRB 等
             卫星反演辐射数据集（Rossow and Schiffer， 1991；               2. 1 数据来源
             Zhang et al， 2004， 2006； Cox et al， 2006）。研究表          本 研 究 定 义 的 青 藏 高 原 区 域 范 围 为（25° N
             明这几套卫星辐射数据在高原地区的适用性均弱                             -40°N， 75°E -105°E）， 使用的青藏高原气象辐射
             于平原地区（Yang et al， 2010； Wang et al， 2012）。         观测数据主要来源于四个观测站网， 包括中国气象
             2000 年开始， 云和地球辐射能量系统（Cloud and                     局（China  Meteorological Administration，  CMA）气
             the Earth’s Radiant Energy System， CERES）项目通       象辐射业务观测站网（以下简称“CMA 辐射业务观
             过搭载在 Terra/Aqua/NOAA-20 卫星上的六种仪器                   测网”）、 第二次青藏高原大气科学试验（TIPEX
             直接观测大气顶的地球反射短波辐射和射出长波                              II）、 第三次青藏高原大气科学试验（TIPEX III）以
             辐射， 并通过中分辨率成像光谱仪（MODerate Res‐                     及中国科学院西北生态环境资源研究院（Northwest
             olution Imaging Spectroradiometer， MODIS）观测的       Institute of Eco-Environment and Resources， Chinese
             云量、 地面温度以及地表比辐射率等要素反演地表                            Academy of Sciences， NIEER， CAS）和青藏高原研
             辐射通量（Wielicki et al， 1996； Kato et al， 2018），      究所（Institute of Tibetan Plateau Research， Chinese
             CERES 数据和站点观测数据相比， 其地表短波辐                          Academy of Sciences， ITPR， CAS）长期野外试验站
             射数据在全球范围总体决定系数为0. 69， 高原地区                        （简称 CAS CAREERI &ITPR“野外试验站”）共 41
             仅为0. 35（Gui et al， 2010a， 2010b； Jia et al， 2018）。  个站的观测数据（图 1）。大气科学试验站以及长期
                  从 20 世纪 70 年代末开始， 科学家在青藏高原                    野外试验站主要使用美国 KIPP/ZONE 仪器进行观
             开展了一系列科学考察试验， 包括 1979 年的第一                         测， 观测量包括向下短波辐射（总辐射）、 向下长波
             次青藏高原气象科学考察试验（QXPMEX， Qing‐                        辐射（大气长波辐射）、 向上短波辐射（地表反射辐
             hai-Xizang  Plateau  Meteorological  Experiment） 、   射）和向上长波辐射（地球长波辐射）辐射四分量和
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