全球气候下向长波辐射的地面观测、卫星获取和再分析数据

摘要：表面下向长波辐射（L d）随着CO2和其他温室气体的增加而变化。本研究通过综合现有的观测、再分析和卫星产品，量化了当前全球L d在月度到十年时间尺度上的估计不确定性及其在过去几十年的全球气候特征和趋势。我们发现，当前的L d观测在月度尺度上具有约3.5 W m −2的标准差误差。由于缺乏标准参考，不同的红外辐射计对L d的观测可能存在显著差异。红外辐射计的校准显著影响其年度变化的量化。与1992年至2010年收集的169个全球陆地站点的观测相比，来自最先进的卫星云观测和栅格尺度约1°的再分析温度和湿度剖面推导的L d存在±9 W m −2的偏差和7 W m −2的标准差，同时总偏差几乎为零。与2002年至2011年由24个漂浮站点收集的L d观测相比，热带海洋区域的标准差降至4 W m −2。热带海洋区域卫星L d获取的−4 W m −2偏差很可能是由于红外辐射计的太阳加热导致的L d观测的过高估计。我们对2003年至2010年全球平均L d的最佳估计为342 ± 3 W m −2（全球）、307 ± 3 W m −2（陆地）和356 ± 3 W m −2（海洋）。L d趋势的估计受到卫星传感器变化的严重影响，这导致水汽剖面的变化。