全天空成像仪云量计算方法的改进

周文君，牛生杰，许潇锋

(1．南京信息工程大学中国气象局大气物理与大气环境重点开放实验室，江苏南京210044;2．江苏省盐城市气象局，江苏盐城224000)

0 引言

云是表征天气、气候特点的重要因素之一，也是大气动力、热力、水分输送过程综合作用的外在表现。云对地气系统辐射平衡影响很大，其辐射强迫对地球气候变化有着非常重要的作用(陈洪滨，1997;Long and Thomas，2000;Calbo and Pages，2002;Long，2004)。因此，对云的探测极为重要。目前，已经有一系列的探测手段对云的各个要素进行观测分析，例如:飞机穿云观测云中微物理特征，卫星遥感为云的分布及微物理特征量的研究提供了重要依据，以及地面对云的目测或使用地基测云仪测量云量、云高等(陈渭民等，1997;宋庆利，2003;Martins et al．，2003)。

随着科技的不断进步，地基测云仪的技术也得到了快速发展。美国大气辐射研究机构为了定量研究云量对辐射的影响，与国家海洋大气科研所以及气候能源工作实验室合作研发了半球天空成像仪(hemispheric sky imager，HSI)。该仪器可以在白天拍摄全天空160°范围内的图像。Long and Deluisi(1998)详细地介绍了 HSI仪器的观测原理和计算方法，并对HSI的云量观测资料进行了分析，结果表明:HSI仪器的观测结果比卫星和雷达的观测结果更精确。之后，在美国YANKEE公司的合作之下，HSI被发展为TSI-440(total sky imager 440，全天成像仪)。该仪器在图像处理技术及构建方面均取得了进一步发展，是目前使用较为广泛的地基测云仪。

TSI-440仪器可以自动进行全天空云量的持续性观测，时空分辨率较高，得到的云量计算结果较人工目测、卫星探测的结果更精确(Hodges，1998)。……