Henyey-Greenstein近似对冰云短波辐射计算的影响

• 作者: 张华 陈琪
• 来源期刊: 光学学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 大气光学 大气散射 Henyey-Greenstein近似 辐射 冰云
• 年，卷（期）: 2018,（8）
• 所属期刊栏目: 大气与海洋光学
• 页码范围: 277-285
• 页数: 9页
• 分类号: P422|P426.5|O435.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/AOS201838.0801001

摘要

基于新的多形状冰云参数化方案和BCC_RAD辐射传输模式, 详细分析了在辐射传输算法中通常使用的HG (Henyey-Greenstein) 近似对冰云短波辐射传输过程的影响.对于单个冰晶粒子光学性质, HG近似对相函数勒让德展开式第3和第4项系数计算造成了较大误差, 最大误差分别为-0.28和-0.33, 最大相对误差分别为-55.7％和-73.8％.第4项系数的误差绝对值和相对值均高于第3项系数.进一步分析发现, HG近似在可见光区造成的误差高于近红外区.对于冰云体积光学性质, HG近似同样对第3和第4项系数造成了较大的误差, 最大误差分别为-0.18和-0.22, 最大相对误差分别为-27.9％和-37.1％.第4项系数的误差高于第3项系数, 可见光区误差高于近红外区, 与对单个冰晶粒子光学性质的影响一致.HG近似也对有云大气的辐射传输过程计算造成了较大的误差.对短波向下辐射通量造成的最大误差为-2.78 W·m-2, 对短波向上辐射通量造成的最大误差为-1.06 W·m-2, 对短波加热率造成的最大误差为0.27K·d-1.HG近似低估了短波辐射通量, 高估了云内加热率.因此, 在冰云辐射传输计算中需精确描述相函数.