Big_Earth_Data.rar   详情请见文章: Atmospheric heat source sink dataset over the Tibetan Plateau based on satellite and routine meteorological observations.pdf

 

高原大气热源数据介绍(Please refer to the article for the English introduction)


青藏高原作为地球的第三极,春夏季作为热源对区域和全球的天气和气候有着重要的影响。为了探究高原多时间尺度热力强迫作用的时空变化特征,建立一套持续、可靠的长时间观测的观测数据为基础的高原热源或汇数据是十分有必要的。本套数据利用中国气象局在青藏高原上80(32)个观测台站1979—2016(1960—2016)年的气象要素(地表温度、地表气温、10m 风速、 日累计降水量等)为基础计算得到感热(SH)和潜热(LH),同时利用卫星资料处理得到高原上1984—2015年的净辐射通量(RC)。


数据处理方法说明:
大气热源或汇(E)的表达式 :E = SH + LH +RC  (1)


1,利用总体动力学公式估计地表感热通量SH


1.png (2)

     

其中,u.png是近地面观测层的风速大小,Tg.png是地表温度,Ta.png是近地面观测层的气温,肉.png是空气密度,Cp.png是定压比热,Ch.png是总体热输送系数。考虑到Ch.png存在日变化特征,这里使用Yang et al. (2009)提出的方案来估计地表感热通量。为了适应Ch.png的日变化,使用青藏高原试验的高分辨率资料和低分辨率的中国气象局站点资料,基于统计降尺度的方法得到逐小时的风速大小、地表温度和气温。详细计算方法参考Yang et al.(2009)。



2,凝结潜热释放 


2.png (3) 

     

其中P.png是降水量,3.png是凝结加热系数,4.png是水的密度。公式(2)的降水量使用中国气象局提供的24小时累积(北京时间20时到次日20时)的降水资料(Duan &Wu, 2008)。

 

3. 净辐射通量  


逐月的卫星资料(GEWEX/SRB和CERES/EBAF)的时间范围分别是1984–2007和2000–2015。从两套卫星资料获取净辐射通量的步骤如下:第一步,将格点资料使用双线性插值方法插值到80个站点,使用两者重复的时间段2000-2007建立线性回归模型来订正后者的系统性偏差。在线性回归模型中,假设误差项是正态分布,EBAF资料在每个站点被当作是预报因子x,而SRB资料是预报量,模型方程为


y=wx+b+ε (4)


 其中,ε 是误差项,w 和 b是待估计的权重和偏差。2000–2007年经过插值的EBAF和SRB资料被用于估计每个站点的参数,2007年以后的资料将根据线性回归模型将EBAF订正到SRB来消除系统性偏差。大气柱的净辐射通量计算公式为


 RC=R_∞-R_0=(S_∞^↓-S_∞^↑ )-(S_0^↓-S_0^↑ )-(F_0^↓-F_0^↑ )-F_∞,  (5)


其中,R_∞  和 R_0 分别代表大气层顶和地表的净辐射通量。变量S 和F 分别表示短波和长波辐射通量,其中上标 ↓ 和 ↑ 分别代表向下和向上的辐射通量。特别的,F_0 和 F_∞ 分别表示地表和大气层顶的长波辐射通量。从1984到2007年,资料只依赖于SRB,而在2008–2015年是基于SRB 和 EBAF。随着系统性误差被剔除,资料可以被看作是没有间断的长期序列。