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水冰雪反照率参数化通用模型

杨开林

杨开林. 水冰雪反照率参数化通用模型[J]. 水利水运工程学报,2020(4):1-9 doi:  10.12170/20200428003
引用本文: 杨开林. 水冰雪反照率参数化通用模型[J]. 水利水运工程学报,2020(4):1-9 doi:  10.12170/20200428003
(YANG Kailin. A parameterized general model of solar radiation and water, ice and snow albedo[J]. Hydro-Science and Engineering, 2020(4): 1-9. (in Chinese)) doi:  10.12170/20200428003
Citation: (YANG Kailin. A parameterized general model of solar radiation and water, ice and snow albedo[J]. Hydro-Science and Engineering, 2020(4): 1-9. (in Chinese)) doi:  10.12170/20200428003

水冰雪反照率参数化通用模型

doi: 10.12170/20200428003
基金项目: 国家重点研发计划资助项目(2018YFC1508403);水利部公益性行业科研专项(201501025);国家自然科学基金资助项目(51979291)
详细信息
    作者简介:

    杨开林(1955—),男,四川西充人,正高级工程师,主要从事水力控制研究。E-mail:yklciwhr@sohu.com

  • 中图分类号: X122

A parameterized general model of solar radiation and water, ice and snow albedo

  • 摘要: 对于气候寒冷、降雪频繁的冰封河湖,冰盖和雪盖的反照率对气候和冰厚变化有很大影响。应用Fresnel理论得出纯水和纯水冰可用相同反照率公式计算的结论。基于现有的原型观测资料,提出了水冰反照率参数化通用模型。在此基础上,借鉴CCSM3雪冰日平均反照率参数化模型,提出了水冰雪反照率参数化通用模型。该模型考虑了纬度及地球自转和环绕太阳运行的规律,具有很好的普适性。计算分析表明,纬度和日期对水冰雪日平均反照率有很大影响,反照率大小随日期或月份变化,纬度越高,反照率越大。与冰厚对反照率的影响相比,太阳高度角随纬度和日期变化产生的影响大得多。水冰雪反照率参数化通用模型计算结果与原型观测结果的对比证明,两者吻合较好,而现有常用以冰厚为依据的反照率模型计算结果远远偏离观测结果。
  • 图  1  太阳辐射的反射和折射示意

    Figure  1.  Reflection and refraction of solar radiation

    图  2  理论计算和实测${a_{\rm{s}}}$$\alpha $对比曲线

    Figure  2.  Changes of theoretical and measured ${a_{\rm{s}}}$ with $\alpha $

    图  3  ${\alpha _{{\rm{max}}}}$${a_{{\rm{sm}}}}$${a_{{\rm{s}},\;{\rm{min}}}}$$L$t($n$)的变化曲线

    Figure  3.  Changes of ${\alpha _{{\rm{max}}}}$${a_{{\rm{sm}}}}$ and ${a_{{\rm{s}},\;{\rm{min}}}}$ with $L$ and t($n$)

    图  4  实测可见光波段反照率与冰厚的关系

    Figure  4.  Measured visible band albedo versus ice thickness

    图  5  2017年2月18日鄂陵湖$\alpha $${\varphi _{{\rm{s0}}}}$${a_{\rm{s}}}$随时间$t$的变化曲线

    Figure  5.  Change curves of $\alpha $,${\varphi _{{\rm{s0}}}}$ and ${a_{\rm{s}}}$ with time in Ngoring Lake on February 18, 2017

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  • 收稿日期:  2020-04-28

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