蘭嶼大氣輻射場觀測與分析

柳中明

台灣大學大氣科學系

(中華民國八十三年四月十八日收稿；中華民國八十三年五月十二日定稿)

摘要

　　本研究運用一套完整的大氣輻射場觀測設備，在蘭嶼中央氣象局測站進行觀測。主要測量太陽向下短波輻射通量（S ↓），地表向上反射短波輻射（S ↑）。大氣向下波長輻射通量（IR ↓），淨輻射通量（net），與紫外射線向下輻射通量（UV ↓）。並據以估算地表向上長波輻射通量（IR ↑）。此測量系統，曾在台北與中央氣象局的全天空太陽輻射通量數據相比較，誤差尚屬合理。另外也與國外觀測相比較，其日變化特性與數據大小，大略上與國外資料相吻合。在蘭嶼觀測期間，由於許多人為誤失，目前僅存有1992年5月、6月、9月下半月與10月上半月的資料。經分析後，認為S ↑、IR ↑、net與UV ↓的變化相關，也即S ↓強時，地表反射能量S ↑增加，同時氣溫日變化增大，因此地表向上長波IR ↑也增加。但此時大氣向下長波IR ↓，則多因晴朗無雲與水汽含量少，而致波長輻射來自高層，所以輻射量減少，因此IRnet = IR ↓ – IR ↑的絕對值會增大。不過IR的絕對值至少小於S ↓2倍，所以淨輻射量，仍因S ↓增加而增加。反之，陰雨日S ↓減少，地表反射能量S ↑減少，IR ↑因地表溫度變化少而減少。同時IR ↓因輻射來自雲底而上升，因此IR絕對值會減少。淨輻射量net亦會同步減少。以上結果可以參數方程式來表達日累積能量的變化，至於小時變化則可以正常化函數來統一表示，或以柳等（1990）的複雜函數來估算逐時的S ↓變化，再據以估算其他輻射通量的逐時變化。

關鍵詞：大氣輻射場、觀測、參數方程式