RTTOV模式详解及晴空辐射传输计算

"RTTOV运行说明" RTTOV（Rapid Radiative Transfer Model for Operational Satellite Sounders）是一种快速辐射传输模型，专为计算地球大气的辐射传输而设计。它适用于晴天、云天和散射等不同天气条件，能够模拟多种传感器的数据，并能计算雅克比矩阵，即大气状态量变化对模拟亮温的影响。RTTOV广泛应用于气象预报、气候研究以及遥感数据处理等领域。 在使用RTTOV之前，需要进行编译安装。首先，确保系统环境变量设置正确，加载了GNU编译器、HDF5库和NETCDF库。接着，进入RTTOV的build文件夹，编辑Makefile.local以配置HDF5库，然后运行`build/rttov_compile.sh`脚本。如果显示“successful”，则表明安装成功。 RTTOV软件包解压缩后包含多个文件夹，各具特定功能： - Bin: 包含由主程序生成的可执行文件（.exe）。 - Rtcoef_rttov12: 存储各个传感器的系数文件，例如7代表微波红外传感器，8和9分别代表不同的可见光红外和太阳辐射相关系数。 - Rttov_test: 提供RTTOV模块的测试，包括示例脚本run_example_*.sh和输入输出样例文件。 辐射传输计算的基本原理可以简化为一个方程，描述卫星接收的辐射是由地表发射的辐射加上大气发射和地表反射的下行辐射组成。晴空条件下的红外辐射计算需要地表温度、地表发射率、地表透过率、大气温度和大气透过率等信息。K矩阵，即雅克比矩阵，反映了大气状态变化对模拟亮温的影响。 以example_k_F90为例，这是一个演示如何运行RTTOV晴空模式的程序。首先，打开src/test/example_k.F90，该主程序调用子程序来完成计算。在这个例子中，需要指定系数文件的位置、输入廓线信息、模拟通道数等。RTTOVoptionsstructure的初始化允许用户根据需求定制程序的初始设定，如选择的系数文件将用于读取大气透过率等相关数据。接着，分配输入输出结构的大小，以适应所选的模拟通道。最后，程序读取输入文件（如pro文件），进行辐射传输计算。 RTTOV的运行和应用涉及到地球科学、气象学和遥感等多个领域，理解并熟练掌握RTTOV的使用，对于处理卫星遥感数据、进行气候建模以及天气预报具有重要意义。用户手册的附录B提供了详细的optionsstructure说明，帮助用户更好地理解和定制RTTOV的运行参数。