MODTRAN4.0参数输入说明.doc

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CARD1:

MODTRN,SPEED,MODEL,ITYPE,IEMSCT,IMULT,M1,M2,M3,M4,M5,M6,MDEF,IM,NOPRNT,TBOUND,SALB

FORMAT（2A1,I3,12I5,F8.3,F7.0）

1.MODTRN='T','M'orblank选择MODTRAN波段模式（光谱分辨率1cm-1）

='C'or'K'MODTRAN相关k选项（仅进行IEMSCT＝1和2辐亮度模式计算；计算更精确但速度慢）

='F'or'L'选择LOWTRAN波段模式（光谱分辨率20cm-1）

2.SPEED='S'orblank‘slow’相关系数k选项，每个光谱间隔（1cm-1或15cm-1）使用33个吸收系数（k值）

='M''medium'相关系数k选项（17个k值）

3.MODEL=0仅指定一定海拔高度上的气象参数（常压，仅水平路径，查看CARDs2C,2C1,2C2,2C2X,and2C3）

＝1热带大气（北纬15度）

＝2中纬度夏季大气（北纬45度，7月）

＝3中纬度冬季大气（北纬45度，1月）

＝4亚北极区夏季大气（北纬60度，7月）

＝5亚北极区冬季大气（北纬60度，1月）

＝61976年美国标准大气

＝7用户提供大气数据（查看CARDs2C,2C1,2C2,2C2X,and2C3）

4.ITYPE大气路径类型

ITYPE＝1水平路径（气压为常数）

＝2两个海拔高度间的垂直或倾斜路径

＝3从某一海拔高度到空间的垂直或倾斜路径

5.IEMSCT程序运行模式

IEMSCT＝0程序仅计算路径的透射率

＝1计算路径的透射率和辐亮度

＝2计算大气辐亮度和太阳/月亮散射辐亮度（如IMULT=0，仅包括太阳辐亮度单次散射）

＝3计算太阳/月亮直射辐照度

6.IMULT决定多次散射

IMULT＝0不考虑多次散射

＝1考虑多次散射，大气内部的应用通常推荐此设置

＝-1考虑多次散射，主要应用于卫星传感器高度处的模拟（除非ITYPE=3或H2≥0，H2是路径末端的海拔高度）

l只有IEMSCT＝1或2时，才可以选择多次散射。

7.M1、M2、M3、M4、M5、M6和MDEF是用于改进或提供使用者指定的温度、压力、大气分子和剖面。

当MODEL＝0或7时，M1到M6以及MDEF都是零，用户提供剖面数据。

M1＝1－6指定大气模式的温度和压力剖面

M2＝1－6指定大气模式的H2O剖面

M3＝1－6指定大气模式的O3剖面

M4＝1－6指定大气模式的CH4剖面

M5＝1－6指定大气模式的N2O剖面

M6＝1－6指定大气模式的CO剖面

MDDF=0指定大气模式下的其他一些分子剖面

＝11976美国标准剖面

＝2用户输入剖面

8.IM＝0读取MODEL最后输入的类型

＝1读取使用者输入的剖面数据

9.NOPRNT＝0程序正常运行，生成tape6输出文件

＝1将tape6文件内的透射率或辐亮度表格数据，大气剖面的数据最少

＝-1生成tape8输出文件

＝-2除了tape8文件，还生成光谱冷却比率数据‘clrates’文件

l如果NOPRNT设置为-1并进行多次散射计算，沿着视场方向上的光谱漫射和总辐射值将写入tape8文件内。

10.TBOUND>0边界温度（K）。

在辐射模式IEMSCT＝1或2时，对于倾斜路径的地表或是云表面。

11.SALB≥0地表反照率（如果TBOUND>0，可以是在H2处反照率），SALB等与1减去表面发射率，其值在0到1之间。

<0负的整数值允许使用者读取‘DATA/refbkg’文件已保存的表面光谱反照率数据

lSALB负值包括：

-1＝新雪，-2＝森林，-3＝农田，-4＝沙漠，-5＝海洋，-6＝云盖，-7＝干草地，-8＝湿草地，-9＝枫叶地，-10＝烧过草地。

CARD1A:

DIS,DISAZM,NSTR,LSUN,ISUN,CO2MX,H2OSTR,O3STR,LSUNFL,LBMNAM,LFLTNM,SOLCON

FORMAT（2L1,I3,L1,I4,F10.5,2A10,3（1X,A1）,4X,F10.3）（MOD4.0）

DIS=t,forblank在CARD1中的IMULT＝±1时此参数使用，DIS设置为True（t）激活DISORT多次散射算法，DIS设置为False（f或空格）使用Isaac的二流算法计算多次散射

DISAZM=t,forblankDISORT算法的方位角相关标识。

DISAZM设置为True（t）将考虑太阳多次散射视场内的方位角影响，如果仅需要垂直方向辐射，太阳或观测天顶角近似垂直，或太阳的多次散射是较小辐亮度成分，那么将DISAZM设置为False（f或空格）

NSTR＝2，4，8或16DISORT算法的计算流数，推荐此参数设置为8

LSUN=t,forblankLSUN设置为f（或空格）将使用缺省的5cm-1光谱分辨率辐照度值；LSUN设置为t（即选择FileSun选项）将读取1cm-1间隔的太阳辐照度数据文件且需要ISUN参数的确定

ISUN≥2的整数设置三角扫描函数的FWHM用于TOA太阳辐照度的平滑

CO2MXCO2体积混合比（ppmv），缺省值是330ppmv；当前推荐为360ppmv（1997）

H2OSTR垂直水汽柱特性。

如果设置为空格或0，使用缺省的水汽柱含量值。

如果第一个非空字符为‘g’，‘g’字符后紧跟水汽含量且单位为gm/cm2（例如g2.0）。

如果第一个非空字符为‘a’，‘a’字符后紧跟水汽含量且单位为atm-cm（例如a3000），或者是一个绝对值来表示水汽柱比例因子（例如2.0表示两倍于水汽柱含量的缺省值）。

O3STR垂直臭氧柱含量特性。

如果设置为空格或0，使用缺省的臭氧柱含量值。

如果第一个非空字符为‘g’，‘g’字符后紧跟臭氧含量且单位为gm/cm2（例如g0.0001）。

如果第一个非空字符为‘a’，‘a’字符后紧跟臭氧含量且单位为atm-cm（例如a0.2），或者是一个绝对值来表示臭氧柱比例因子（例如2.0表示两倍于臭氧柱含量的缺省值）。

LSUNFL=t,forblank.如果选择t，读取CARD1A1指定的太阳辐照度数据文件。

如果LSUN选择t，仅能使用此文件，否则使用缺省的太阳辐照度数据。

LSUNFL可以设置为1，2，3，4；查看CARD1A1。

如果LSUNFL设置为f，而LSUN设置为t，那么则使用’DATA/newkur.dat’文件。

LBMNAM=t,forblank.如果设置为t，从CARD1A2上读取波段模型参数文件。

否则使用缺省的（1cm-1间隔）波段模型数据库（‘DATA/BMP97_01.BIN’）。

LFLTNM=t,forblank.如果设置为t，从CARD1A3上读取用户指定仪器滤光片函数文件。

SOLCON<0SOLCON的绝对值（可能接近于+1）是作为TOA太阳辐照度比例因子来使用。

已有的数据文件（在DATA/directory目录内）newkur.dat与1368.00W/m2数值相对应，chkur.dat与1359.75W/m2数值相对应，cebchkur.dat与1362.12W/m2数值相对应，thkur.dat与1376.73W/m2数值相对应。

＝0或空格TOA太阳辐照度不进行比例调整

>0输入太阳常数［W/m2］

OPTIONALCARDS1A1,1A2,1A3（用于光谱数据和传感器响应函数文件）

CARD1A1:

SUNFL2

FORMAT（A80）

CARD1A1用于选择TOA太阳辐照度数据库。

仅在CARD1A内的LSUNFL＝T时进行读取数据。

SUNFL2＝1或空格使用校正的Kurucz数据库（DATA/newkur.dat）

＝2使用Chance数据库（DATA/chkur.dat）

＝3使用Cebula加Chance数据库（DATA/cebchkur.dat）

＝4使用Thullier加校正的Kurucz数据库（DATA/thkur.dat）

＝文件名用户指定数据库文件

CARD1A2:

BMNAME

FORMAT（A80）

CARD1A2用于选择波段模式参数文件。

仅在CARD1A内的LBMTAP＝T时进行读取。

BMNAME=波段模式参数文件名。

缺省的选择是1cm-1间隔波段模式数据文件—‘DATA/BMP97_01.BIN’。

这里也有15cm-1间隔的应用于快速短波长计算的波段模式文件—DATA/BMP97_15.BIN’。

选择1cm-1（15cm-1）这两种波段模式文件，当MODTRAN（CARD1）选择‘C’或‘K’时MODTRAN也将打开1cm-1（15cm-1）相关系数k数据文件。

CARD1A3:

FLTNAM

FORMAT（A80）

CARD1A3用于选择使用者指定的仪器响应函数。

仅在CARD1A内的LFLTNM＝T时进行读取。

FLTNAM＝使用者提供仪器滤光片响应函数文件名。

模式提供简单的AVIRIS响应函数（‘DATA/aviris.flt’）

l如果使用响应函数，必须使用下面格式：

UNITS_HEADER

HEADER

（1）

w11r11

w12r12

w13r13

...

HEADER

（2）

w21r21

w22r22

w23r33

...

etc.

UNITS_HEADER是一个字符串，其第一个字符是‘N’（nm），‘W’（波长）或‘M’（微米），是指波长或频率的单位。

HEADER（J）是一个字符串，其第一个字符不是数字且不是十进制小数点，表示第J通道一栏两个参数（波长，响应函数值）的开始

（WJ1rJ1）是第J通道第I个波长和响应值

CARD2:

APLUS,IHAZE,CNOVAM,ISEASN,ARUSS,IVULCN,ICSTL,ICLD,IVSA,

VIS,WSS,WHH,RAINRT,GNDALT

FORMAT（A2,I3,A1,I4,A3,I2,3（I5）,5F10.5）

APLUS,CNOVAM和ARUSS是用户提供气溶胶光谱性质

APLUS＝空格缺省

＝‘A＋’使用“气溶胶添加”选项（读取DARD2A＋），使用者定义气溶胶光学特性

IHAZE＝-1无气溶胶消光，但可能包括云（ICLD>0）

＝0在计算中没有气溶胶或云消光

＝1乡村气溶胶模式，缺省VIS＝23km

＝2乡村气溶胶模式，缺省VIS＝5km

＝3海军海洋型，VIS的设置依赖于风速和相对湿度

＝4海洋型，VIS＝23km（LOWTRAN模式）

＝5城市型，VIS＝5km

＝6对流层模式，VIS＝50km

＝7使用者定义气溶胶消光系数。

读取cards2D，2Dl和2D2，使用者定义4个海拔区域的消光系数，吸收吸收和不对称因子参数（ARUSS＝‘USS’选项对于使用者定义气溶胶提供了更好的适用性）

＝8水平对流雾，VIS＝0.2km

＝9发散型雾，VIS＝0.5km

＝10沙漠型，根据风速WSS决定能见度

CNOVAM＝空格缺省

＝‘N’使用海军海洋垂直气溶胶模式输出

ISEASN针对对流层和平流层来选择季节适当的气溶胶剖面。

仅在2到10km剖面内的对流层气溶胶消光系数使用。

ISEASN＝0季节由MODEL来决定：

春—夏季节（MODEL＝0，1，2，4，6，7），秋—冬季节（MODEL＝3，5）

＝1春—夏季节

＝2秋—冬季节

ARUSS＝空格缺省

＝‘USS’使用者提供气溶胶光学特性（将附录A）

IVULCN参数即可以控制气溶胶剖面的选择也可以确定平流层气溶胶消光类型。

IVULCN＝0，1背景平流层气溶胶剖面和消光系数

＝2中等火山气溶胶剖面和陈年火山气溶胶消光系数

＝3强火山气溶胶剖面和新近火山气溶胶消光系数

＝4强火山气溶胶剖面和陈年火山气溶胶消光系数

＝5中等火山气溶胶剖面和新近火山气溶胶消光系数

＝6中等火山气溶胶剖面和背景平流层气溶胶消光系数

＝7强火山气溶胶剖面和背景平流层气溶胶消光系数

＝8极强火山气溶胶剖面和新近火山气溶胶消光系数

ICSTL是用来描述气团的性质（1到10），其在海军海洋型（IHAZE＝3）选择时使用，缺省值为3。

ICSTL=1Openocean

.

.

.

10Strongcontinentalinfluence

lICSTL的数值越大，陆地的影响就越大。

ICLD指定云和雨模式的使用，从地面到相对应的云模式顶部之间的雨剖面是线性递减的。

此程序忽略了云顶的雨。

ICLD＝0无云，无降雨

＝1积云，云底高度0.66km，云顶高度3.0km

＝2高层云，云底高度2.4km，云顶高度3.0km

＝3层云，云底高度0.33km，云顶高度1.0km

＝4层/积云，云底高度0.66km，云顶高度2.0km

＝5雨层云，云底高度0.16km，云顶高度0.66km

＝6用层云模式（ICLD＝3云模式）模拟毛毛雨，地面降雨量2.0mm/hr，在1.0km处降雨量为0.86mm/hr。

＝7用雨层云模式（ICLD＝5云模式）模拟小雨，地面降雨量5.0mm/hr，在0.66km处降雨量为2.6mm/hr。

＝8用雨层云模式（ICLD＝5云模式）模拟中雨，地面降雨量12.5mm/hr，在0.66km处降雨量为6.0mm/hr。

＝9用积云模式（ICLD＝1云模式）模拟大雨，地面降雨量25.0mm/hr，在3.0km处降雨量为0.2mm/hr。

＝10用积云模式（ICLD＝1云模式）模拟暴雨，地面降雨量75.0mm/hr，在3.0km处降雨量为1.0mm/hr。

＝11读入用户定义的云消光和吸收系数。

读取CARDs2D，2Dl和2D2，用户定义4个海拔区域的消光系数，吸收吸收和不对称因子参数。

＝18标准卷云模式（64μm半径的冰粒）

＝19不可见卷云模式（4μm半径的冰粒）

IVSA用于地面边界层气溶胶的陆军垂直结构算法的使用。

IVSA＝0不使用

＝1垂直结构算法（需要输入CARD2B）

VIS指定边界层气象距离，如果设置为0，那么VIS缺省值由IHAZE指定。

能见度与地表550nm气溶胶消光系数关系如下，

公式中是在550nm处Rayleigh散射系数。

气象距离与能见度的近似关系式为：

气象距离＝1.3*能见度

VIS>0用户指定地表气象距离

＝0由IHAZE来设置气象距离的缺省值

WSS指定现场的风速（在海军海洋型和沙漠型气溶胶模式下）

WSS＝现场的风速（m/s）。

此参数的使用是在IHAZE＝3或IHAZE＝10

WHH是在海军海洋型气溶胶模式下24小时平均风速。

WHH＝24小时平均风速（IHAZE＝3）。

l对于海军海洋型气溶胶模式（IHAZE＝3），如果WSS＝WHH＝0，那么风速由MODEL参数指定的缺省值来指定，见表3。

对于沙漠气溶胶类型（IHAZE＝10），如果WSS<0，风速的缺省值为10m/s。

RAINRT指定降雨强度

RAINRT＝降雨强度（mm/hr—毫米/小时），其缺省值为0。

GNDALT指定地表的海拔高度

GNDALT＝地面海拔高度（km），可以是负值

CARD2A＋（如果在CARD2内APLUS＝‘A＋’）允许用户移动MODTRAN已有的气溶胶，由他们以前的位置到随机的海拔区域（可以交叠）且可以减小和增加它们的范围。

重要的一点是能够改变对流层的高度。

CARD2A＋选项不能够与NOVAM联合使用。

CARD2A+:

ZAER11,ZAER12,SCALE1,ZAER21,ZAER22,SCALE2,ZAER31,

ZAER32,SCALE3,ZAER41,ZAER42,SCALE4（IfAPLUS='A+'）

FORMAT（（3（1X,F9.0）,20X,3（1X,F9.0）））

前三个参数是气溶胶区域1，后三个参数是气溶胶区域2，再后三个参数是气溶胶区域3，最后三个参数是气溶胶区域4。

ZAERi1气溶胶第i区域底部海拔高度（km）

ZAERi2>ZAERi1气溶胶第i区域顶部海拔高度（km）

=ZAERi1设置为缺省值，忽略SCALEi。

（ZAERi1和ZAERi2都为空格时也为缺省值）

SCALEi>0.0用SCALEi值乘以此区域气溶胶柱密度

＝0或空格用1值乘以此区域气溶胶柱密度（柱密度不变）

l在使用缺省值时，SCALEi＝1。

除了ICLD＝11或0，对于所有云模式CARD2A都需要。

CARD2A标准结构（卷云模式ICLD＝18或19是需要）

CARD2A:

CTHIK,CALT,CEXT

FORMAT（3F8.3）

CTHIK是卷云的厚度

CTHIK＝0使用统计的厚度1km

>0用户定义厚度（km）

CALT是卷云的底部海拔高度（km）

CALT＝0使用已计算的值

>0用户定义高度（相对于海平面）

CEXT是0.55微米处消光系数（km-1）

CEXT＝0使用0.14*CTHIK

>0用户定义消光系数

CARD2A备用结构（云模式ICLD＝1到10）

CARD2A:

CTHIK,CALT,CEXT,NCRALT,NCRSPC,CWAVLN,CCOLWD,

CCOLIP,CHUMID,ASYMWD,ASYMIP

FORM