陆面过程中辐射的定义-总辐射辐照度、向下短波辐射、向下长波辐射

本文主要是介绍陆面过程中辐射的定义-总辐射辐照度、向下短波辐射、向下长波辐射，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一、这个帖子的内容可能不正确，其实我也没找到正确的答案，然后就自己搜，然后根据自己的认知写的。我这里写这个笔记的目的就是把我使用的辐射记录下来，以防后面自己不知道自己是怎样下的定义；而不是让别人作为参考。

如果后续有错误，或者我认知到我是错的，将会更新。同时也希望懂的人给我提建议，我愿意接受。

下图是我拿到的数据（别问我从哪拿的），我想选择其某个变量作为noah-mp的辐射输入，但是没有看到任何一个名字是叫做向下短波辐射和向下长波辐射。然后就想着根据表中的变量计算向下短波和向下长波。

二、概述

1. 我看到这个表格以后，与noah-mp输入数据对比才知道，陆面过程模型输入的向下短波辐射和长波辐射的辐射原来是辐照度，单位是W*m-2。

三、向下短波辐射

3. 根据我的理解，向下短波辐射（DSR）通常是指从太阳接收到的太阳辐射，由直接辐射和漫射辐射两部分组成。在陆面过程模型中，向下短波辐射通常指的是波长短于4微米的电磁辐射。这主要包括太阳辐射的大部分，其波长主要在0.15-4微米之间⁴。这些辐射主要包括可见光和紫外光等，对地球表面的能量平衡和气候系统起着重要作用。当我有太阳直射辐射和漫射辐射的测量值，可以将它们相加得到总的 DSR。但是我看了下我的数据，并不是每个站都有直接辐射辐照度和散射辐射辐照度，全部都是999999填充值。直接算可能性比较小。
4. 但是我有总辐射辐照度呀，总辐射辐照度是由直接辐照度、漫反射辐照度和反射辐照度的总和计算出来的，那么总辐射辐照度 -反射辐照度 = 向下短波辐射 ，但是我看看反射辐射照度也是填充值，可以考虑noah-mp 中的根据土壤颜色和地面的材质计算地面反射率，然后再减去。直接辐射一般也指的是0.15-4.0 微米，紫外辐射和可见光范围（蓝光为主，因为遥感中的可见光为0.38-0.76微米），具体来说：

直接辐照度：这是太阳以平行光的形式直接投射到地面上的那部分辐射。
漫反射辐照度：这是太阳辐射被大气散射后，向下到达地面的那部分辐射。
反射辐照度：这是从地面反射出的辐照度。

因此，总辐射辐照度的计算公式可以表示为：

$$E_{\text{total}}=E_{\text{direct}}+E_{\text{diffuse}}+E_{\text{reflect}}$$

其中，$E_{\text{total}}$ 是总辐射辐照度，$E_{\text{direct}}$ 是直接辐照度，$E_{\text{diffuse}}$ 是漫反射辐照度，$E_{\text{reflect}}$ 是反射辐照度。

在实际计算中，可能需要考虑其他因素，如地理位置、天气条件、季节、时间等。具体的计算方法可能会根据具体的应用场景和需求有所不同。
5. 没办法，我如果想用，那么最终只能用 总辐射辐照度 代替 向下短波辐射，这个也是目前的方案。因为反射的方向性，对于地面收支来说就是个负数，所以这种代替方案的 向下短波辐射比实际要低,还低很多，后面再想办法根据下垫面类型、LAI、NDVI等，计算下向下短波辐射

四、向下长短波辐射

6. 陆面过程模型中输入的向下长波辐射，应该就是大气长波辐射辐照度，我的数据中直接有。
7. 这部分辐射主要来自于大气中的气体、气溶胶粒子和云等对太阳短波辐射和地表长波辐射的吸收和再发射。这些辐射的波长主要在4-120微米之间，属于红外辐射范围（跟遥感中的红外波长范围存在偏差，不要理解错了），因此被称为长波辐射。这部分辐射对地球表面的能量平衡和气候系统起着重要作用。

五、最后，如果有错，真心希望有人给我提意见。

(1) 辐照度 - 维基百科，自由的百科全书. https://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E8%BC%BB%E7%85%A7%E5%BA%A6.
(2) 辐射度量学 - 知乎 - 知乎专栏. https://zhuanlan.zhihu.com/p/139468429.
(3) 太阳辐射量建模 | Solargis. https://solargis.com/cn/docs/methodology/solar-radiation-modeling.
(4) 辐射照度_百度百科. https://baike.baidu.com/item/%E8%BE%90%E5%B0%84%E7%85%A7%E5%BA%A6/2601111.
(5) undefined. https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=輻照度&oldid=72880072.
(6) 长波辐射_百度百科. https://baike.baidu.com/item/%E9%95%BF%E6%B3%A2%E8%BE%90%E5%B0%84/8682132.
(7) 陆面过程及其参数化研究 - Tsinghua University. https://www.dess.tsinghua.edu.cn/__local/4/86/E8/0529A044BFB3C3FCDFED5B0044E_35A09610_407B11.pdf?e=.pdf.
(8) Noah-MP陆面过程模型建模方法与站点、区域模拟 - 知乎. https://zhuanlan.zhihu.com/p/612639228.
(9) 【硬核】Landsat8地表温度反演 - 知乎 - 知乎专栏. https://zhuanlan.zhihu.com/p/390787084.

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