CN118246303A - 适用于卫星红外亮温模拟的冰云散射特性分段式计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及气象学和遥感科学领域。主要是适用于卫星红外亮温模拟的冰云散射特性分段式计算方法，包括根据待模拟的数值模式所采用的云微物理方案，确定冰晶粒子的粒径分布形式，以及冰云对应的粒径分布参数；将冰云粒子按照粒径大小进行分段，计算每段粒径范围内冰粒子对冰云整体辐射特性贡献的权重系数，制作为权重系数查找表；在快速辐射传输模型中，找到对应的权重系数，带入到冰云散射特性计算。本发明建立冰云散射特性分段计算方法，一方面保证计算效率以满足业务预报的需求，另一方面更加准确地计算冰云散射特性以降低红外亮温模拟误差。
Description
技术领域
本发明涉及气象学和遥感科学，具体是涉及适用于卫星红外亮温模拟的冰云散射特性的计算方法和系统领域。
背景技术
近年来，随着新一代气象卫星的运用，其提供了高时空分辨率和高覆盖率的红外亮温观测，在资料同化和模式评估等方面得到了广泛应用。利用红外亮温模拟技术，可以将数值模式输出的气象场模拟成为可以与卫星观测相应通道进行直接对比的红外亮温。这一方面可以更好地利用卫星资料评估和约束数值模式，优化模式中的关键参数；另一方面可以为云区卫星资料同化提供基础，从而提高数值模式对天气的预报能力。因此，卫星红外亮温模拟技术是气象预报、气候预测和环境监测等领域的关键技术之一。
在气象科研与业务应用中，卫星红外亮温模拟通常是利用辐射传输模式来实现的。辐射传输模式的工作流程，是先从数值预报模式结果中获取大气温度、湿度和云水凝物等物理量的水平和垂直分布，然后计算地表、大气和云等组分的辐射特征，根据辐射传输原理，结合气象卫星对应的红外观测通道特征进行亮温的计算。利用辐射传输模式生成的红外亮温，是卫星观测同化和数值模式评估改进的重要资料。
在这个过程中，如何准确计算冰云散射特性，是辐射传输模式红外亮温模拟的重要挑战。冰云是随强对流天气快速发展变化的主导云类型，它是由各种大小和复杂形状的粒子组成的，这些粒子取决于温度、湿度和当地环境的动态条件。在高层大气中，冰云通常具有较高的光学厚度，即单位面积上云层对辐射的吸收和散射较强。同时，冰云的散射效应对波长具有较强的依赖性，尤其是会对红外波段的亮温计算产生显著的影响。在辐射传输模拟中，冰云的散射效应计算的不准确会带来红外亮温的模拟偏差，从而影响云区卫星观测资料的可利用性。
回顾现有的冰云散射特性计算方法，主要有光学方法和查表法两种类型。光学方法是指先对单一冰粒子散射特性进行理论求解，比如改进光学算法IGOM(Yang et al.,1996)和时域有限差分法FDTD(Yang et al.,2005)。然后通过在冰云粒子粒径分布上进行积分，从而得到冰云的体散射特性。这类计算方法有较为完善的物理框架，具有计算精度较高的优点，但主要局限性在于需要消耗的计算资料较多，不能满足气象数值预报业务运行中对于资料同化时效性的要求。
查表法提前将单位质量的散射系数存储在查找表中，包含卫星观测通道频率、冰云粒子有效半径等维度。在进行红外亮温模拟时，通过给定需要的卫星红外通道频率并输入数值模式模拟的气象场，快速查找对应的冰云体散射特性。由于不需要进行重复计算，这类方法充分满足了资料同化的时效性要求，但其在简化计算的同时采用了一些和实际观测、数值模式不同的物理假设，影响了计算的准确性。比如，只根据冰粒子有效半径这一平均特征来确定冰云单位质量的散射特性，然而在自然界中冰晶粒子的粒径差异很大，不同粒径冰晶的散射特性也有所不同。因此，虽然这类方法目前被较多地应用于辐射传输模式中，但无法避免不合理物理假设带来的误差。
综合来说，当前卫星红外亮温模拟中的冰云散射特性计算方法存在无法兼顾计算效率和计算精度的问题。光学方法充分考虑了冰晶粒子的形态和粒径对散射特性的影响，但计算效率较低，无法应用于高频次的资料同化中；查表法保证计算效率的同时，忽略了微观尺度上数值模式网格点上冰粒子粒径不同对冰云体散射的影响，带来了较大的计算误差。受制于以上两类现有冰云散射特性计算方法的局限性，当前在冰云区的卫星红外观测的利用率相对较低。因此，现阶段需要一种计算效率和精度较高的方法来计算冰云散射特性。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中存在的技术问题之一。
本发明的一个目的在于提供一种适用于卫星红外亮温模拟的冰云散射特性分段式计算方法，建立冰云散射特性分段计算方案，一方面保证计算效率以满足业务预报的需求，另一方面更加准确地计算冰云散射特性以降低红外亮温模拟误差，为数值模式资料同化和模拟评估提供保障。
本发明的另一个目的在于提供一种卫星红外亮温模拟方法，利用上述的适用于卫星红外亮温模拟的冰云散射特性分段式计算方法，旨在改善卫星资料在数值模式评估和数据同化应用的效果，提高模式预报能力。
为了达到上述的目的，本发明一方面提供一种适用于卫星红外亮温模拟的冰云散射特性分段式计算方法，包括如下步骤：
S100、根据待模拟的数值模式所采用的云微物理方案，确定冰晶粒子的粒径分布形式，以及冰云对应的粒径分布参数；
S200、将冰云粒子按照粒径大小进行分段，计算每段粒径范围内冰粒子对冰云整体辐射特性贡献的权重系数，制作为权重系数查找表；
S300、在快速辐射传输模型中，通过冰云的粒径分布参数查找权重系数表，找到对应的权重系数，带入到冰云散射特性计算。
本发明进一步优选地技术方案为，步骤S100中冰晶粒子粒径分布形式表示为：
n(L)＝N0Lμe-vL
其中，L表示冰粒子的直径；N0，μ和v分别表示截距参数、斜率参数和形状参数；μ为常数，截距参数N0和形状参数v分别由云微物理方案中通过预报或诊断的冰粒子的质量浓度和数浓度决定。
作为优选，形状参数v和截距参数N0的计算方法为：
其中，q和N分别为冰晶粒子的质量浓度和数浓度，c和d均为常数，Γ为伽马函数。
作为优选，数浓度为固定常数或与质量浓度q呈线性相关，冰晶粒子粒径分布形式根据质量浓度q的取值决定。
作为优选，步骤S200所述将冰云粒子按照粒径大小进行分段，计算每段粒径范围内冰粒子对冰云整体辐射特性贡献的权重系数，制作为权重系数查找表，具体包括：
S201、建立冰云整体消光系数kex的计算公式，
其中，Qex代表对应粒径和波长上的单粒子消光效率，S(L)和V(L)分别为粒子直径为L的冰晶粒子的横截面积和体积；λ代表波长
S202、在粒径区间(L0,L1)上，定义其消光系数的权重系数Fex(L0,L1)计算式为：
带入步骤S100中获得的冰晶粒子的粒径分布形式，并确定粒径区间范围L0和L1后，计算得到该粒径区间上的权重系数Fex(L0,L1)；
S203、进行粒径分段，确定分段粒径区间范围，建立冰云整体消光系数卷积求和公式：
其中，N为粒径区间分段数量；
在快速辐射传输模型冰云散射计算中，上式中Qex((Li+Li+1)/2,λ)需要从快速辐射传输模型提供的冰云散射因子查找表上获得，而Qex第一维是离散的有效半径值，如2μm，5μm，10μm等。因此，为了实现通过查表卷积计算kex(λ)，在进行分段时需要保证分段数量N与快速辐射传输模型的冰云散射因子查找表中给定的有效半径这一维的长度一致，且每一粒径区间的均值(Li+Li+1)/2与冰云散射因子查找表给出的粒径取值相同。按此标准进行分段后，可以将N组粒径范围(Li,Li+1)带入S202中权重系数Fex(Li,Li+1)的计算式，得到其具体形式。
S204、制作权重系数查找表。选取不同取值的冰粒子的质量浓度q，确定对应的粒径分布形式，以及冰云对应的粒径分布参数，按照S202给出的计算公式，生成与质量浓度q相关的权重系数查找表。
在快速辐射传输模式的冰云散射计算模块，根据质量浓度q和权重系数查找表，即可查找到相应粒径分布的一组共N个权重系数，与粒径区间分段数一致。
在L0和L1的差异足够小，Qex(L，λ)在此粒径区间(L0，L1)变化较小时，Qex(L，λ)取值近似为Qex((L0+L1)/2,λ)。
基于此，将S203中冰云整体消光系数计算式应用到快速辐射传输模型中，在云散射计算模块根据质量浓度和波长，分别从冰云散射因子查找表和权重系数查找表中查找对应的一组N个Qex和Fex，并按照S203给定的卷积求和公式，算得红外亮温模拟需要的冰云整体散射特性，包括消光系数、单次散射反照率和非对称参数等。
本发明另一方面提供一种红外亮温模拟方法，包括步骤：
采用权利要求1-5任意一项所述的适用于卫星红外亮温模拟的冰云散射特性分段式计算方法，生成权重系数查找表；
根据快速辐射传输模型，读取气象条件和水凝物分布廓线，获得冰晶粒子的粒径分布形式，以及冰云对应的粒径分布参数；
从权重系数查找表中找到对应的权重系数带入到冰云散射特性计算中，将冰云散射特性应用在计算卫星红外观测通道亮温中。
本发明又一方面提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该计算机指令使计算机执行上述的红外亮温模拟方法。
本发明又一方面提供一种电子设备，包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信，处理器调用存储器中的逻辑指令，以执行上述的红外亮温模拟方法。
本发明再一方面提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述的红外亮温模拟方法。
有益效果：本发明基于当前冰云散射特性计算的效率和精度不足的问题，引入云微物理方案对冰云粒径分布的参数化描述，在查表法的基础上做出改进，按照粒径分布对冰云粒子进行分段，提供一种适用于卫星红外亮温模拟的冰云散射特性分段式计算方法。
本发明针对辐射传输模型亮温模拟建立适用的冰云散射计算方法，结合数值模式云微物理方案的冰晶粒径分布，减少了冰云散射特性的计算误差，进一步提高卫星所有红外通道亮温模拟的准确性，为数值模式资料同化的合理性提供保障，通过本发明的方法，一方面将提高静止卫星成像仪的云区观测资料的利用率，改善卫星资料同化分析；另一方面将减少辐射传输模式的系统性误差，提高云区卫星观测资料在模式评估中的可解释性，从而改进数值模式预报水平。
本发明的分段式算法相比传统算法不依赖于格点平均冰粒子有效半径，在整个粒径区间定义了数浓度分布函数，其形式和参数取值均来自数值模式的云微物理方案，在物理假设上具有一致性；本发明为了满足算法快速运行的要求，将冰云散射计算需要的权重系数提前计算并保存为权重系数查找表，在辐射传输模式查表法的运行基础上仅增加了一项查表任务；因为冰晶粒径分布形式通常是由冰粒子质量浓度决定，因此在数据数据输入和预处理方面，也不需要增加其他物理量场，进一步节省了计算时间；在进行查表操作前，增加了判断该格点是否有冰相云的筛选条件，避免了计算资源的浪费。
本发明的分段式计算方法提供了一种泛用性强的计算框架，不限于单一静止卫星、红外通道和数值模式，具有良好的可移植性。在建立查找表时，计算方程的各项系数均可按照本方案提供的分段式计算方法，根据模拟使用的数值模式云微物理方案推算和调整，不局限于某一种具体云微物理方案；在计算过程中，不需要引入粒径分布的经验性假设，具有良好的可解释性。
附图说明
图1为本发明的红外亮温模拟方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，它们不应该理解成对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中，需要理解的是，所用到的术语仅仅是用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
为了说明本申请的全部实施例，首先对本申请要解决的问题以及相关技术进行说明。
现有基于米散射理论解析计算冰云散射特性的方法，需要针对模式输出的云廓线进行逐一计算，其运算效率无法满足业务运行更新同化的需求。此外，基于查表法的卫星红外亮温模拟冰云散射计算方案只能根据冰云有效半径查表判定冰云整体散射性质，存在两方面缺陷：(1)忽略了模式网格点上冰云粒径分布对散射性质的影响；(2)与数值预报模式中对与冰云粒径分布物理假设不一致。这些缺陷将对卫星红外亮温模拟带来误差，降低卫星观测资料在预报预警和模式评估的可利用率。因此，需加以纠正。
基于这些问题，本发明提供一系列实施方案来具体解决。
适用于卫星红外亮温模拟的冰云散射特性分段式计算方法
首先提供一种适用于卫星红外亮温模拟的冰云散射特性分段式计算方法，包括如下步骤：
S100、根据待模拟的数值模式所采用的云微物理方案，确定冰晶粒子的粒径分布形式，以及冰云对应的粒径分布参数；
冰晶粒子粒径分布形式表示为：
n(L)＝N0Lμe-vL
其中，L表示冰粒子的直径；N0，μ和v分别表示截距参数、斜率参数和形状参数；μ为常数，截距参数N0和形状参数v分别由云微物理方案中通过预报或诊断的冰粒子的质量浓度和数浓度决定。
本实施例以WRF模式中的Morrison双参云微物理方案为例。在Morrison方案中，μ＝0，n(L)主要由N0和v两个参数来确定。形状参数v和截距参数N0的计算方法为：
其中，q和N分别为冰晶粒子的质量浓度和数浓度，c和d均为常数，Γ为伽马函数。因此，根据模式输出的冰晶粒子的质量浓度和数浓度，可以计算得到冰晶粒子的粒径分布n(L)的具体形式。
在实际应用中，数浓度N设置为常数或与质量浓度q呈线性先关。因此，以上参数可理解为由质量浓度q的取值决定。在数值模式模拟中，随着质量浓度的变化而变化。
S200、将冰云粒子按照粒径大小进行分段，计算每段粒径范围内冰粒子对冰云整体辐射特性贡献的权重系数，制作为权重系数查找表。
首先要求对微物理方案假设的冰粒子谱型分布n(L)进行分段积分，计算在不同粒径范围(Li,Li+1)内，冰粒子对冰云整体辐射特性贡献的权重系数Fex(Li,Li+1)。
本实施例中以冰云消光系数kex的计算过程为例，对分段式计算模型的建立过程进行具体阐述。
S201、建立冰云整体消光系数kex的计算公式：
其中，Qex代表对应粒径和波长上的单粒子消光效率，S(L)和V(L)分别为粒子直径为L的冰晶粒子的横截面积和体积；λ代表波长。
S202、在粒径区间(L0,L1)上，定义其消光系数的权重系数Fex(L0,L1)计算式为：
带入步骤S100中获得的冰晶粒子的粒径分布形式，并确定粒径区间范围L0和L1后，计算得到该粒径区间上的权重系数Fex(L0,L1)；
S203、进行粒径分段，确定分段粒径区间范围，建立冰云整体消光系数卷积求和公式：
其中，N为粒径区间分段数量；
在L0和L1的差异足够小，Qex(L，λ)在此粒径区间(L0，L1)变化较小时，Qex(L，λ)取值近似为Qex((L0+L1)/2,λ)。
在快速辐射传输模型冰云散射计算中，上式中Qex((Li+Li+1)/2,λ)需要从快速辐射传输模型提供的冰云散射因子查找表上获得，而Qex第一维是离散的有效半径值，如2μm，5μm，10μm等。因此，为了实现通过查表卷积计算kex(λ)，在进行分段时需要保证分段数量N与快速辐射传输模型的冰云散射因子查找表中给定的有效半径这一维的长度一致，且每一粒径区间的均值(Li+Li+1)/2与冰云散射因子查找表给出的粒径取值相同。按此标准进行分段后，可以将N组粒径范围(Li,Li+1)带入S202中权重系数Fex(Li,Li+1)的计算式，得到其具体形式。在本实施例中N＝10，与快速辐射传输模型CRTM冰云散射因子查找表CloudCoeff.bin中给定的冰粒子有效半径Re的维度一致。在1.5um～125um粒径范围(与CRTM给定的冰粒子粒径范围一致)内线性地选取10个冰粒子粒径区间。
S204、制作权重系数查找表。选取不同取值的冰粒子的质量浓度q，确定对应的粒径分布形式，以及冰云对应的粒径分布参数，按照S202给出的计算公式，生成与质量浓度q相关的权重系数查找表。
基于此，将S203中冰云整体消光系数计算式应用到快速辐射传输模型中，在云散射计算模块根据质量浓度和波长，分别从冰云散射因子查找表和权重系数查找表中查找对应的一组N个Qex和Fex，并按照S203给定的卷积求和公式，算得红外亮温模拟需要的冰云整体散射特性，包括消光系数、单次散射反照率和非对称参数等。
需要说明的是，CRTM冰云散射因子查找表CloudCoeff.bin有效半径Re维度上的10种取值分别代表1.5um～125um粒径范围中10种不同大小有效半径的情况。因此，计算权重系数时，需要先根据有效半径Re得出对应的质量浓度q，以确定粒径分布n(L)中10个区间范围权重系数计算式中的λ和N0等各项参数。在计算权重系数查找表SplitCoeff.bin时，增加质量浓度q维度，以反映模拟的冰晶粒径分布的实际变化。质量浓度q维度的取值范围和分辨率可根据实际需要自行设定。比如，若设定q维度长度Nq＝100，那么生成的权重系数查找表SplitCoeff.bin的大小为Nq×N＝100×10，即有100组权重系数Fex，每组权重系数为1×10的数组，每次计算时按照q的取值大小，读取其中对应的一组。将这组权重应用到冰云散射对应波长的10个有效半径分段上，进行加权求和即可算得冰云散射特性。
S300、在快速辐射传输模型中，通过冰云的粒径分布参数查找权重系数表，找到对应的权重系数，带入到冰云散射特性计算。
红外亮温模拟方法
本发明在一部分实施例中提供一种红外亮温模拟方法，包括步骤：
采用上述的适用于卫星红外亮温模拟的冰云散射特性分段式计算方法，生成权重系数查找表；
根据快速辐射传输模型，读取气象条件和水凝物分布廓线，获得冰晶粒子的粒径分布形式，以及冰云对应的粒径分布参数；
从权重系数查找表中找到对应的权重系数带入到冰云散射特性计算中，将冰云散射特性应用在计算卫星红外观测通道亮温中。
非暂态计算机可读存储介质
本实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该计算机指令使计算机执行上述的红外亮温模拟方法。
电子设备
本实施例提供一种电子设备，该电子设备可以包括：处理器(processor)、通信接口(Communications Interface)、存储器(memory)和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信。处理器可以调用存储器中的逻辑指令，以执行上述的红外亮温模拟方法。
此外，上述的存储器中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
计算机程序产品
本实施例提供的是一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述的红外亮温模拟方法。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种适用于卫星红外亮温模拟的冰云散射特性分段式计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
S100、根据待模拟的数值模式所采用的云微物理方案，确定冰晶粒子的粒径分布形式，以及冰云对应的粒径分布参数；
S200、将冰云粒子按照粒径大小进行分段，计算每段粒径范围内冰粒子对冰云整体辐射特性贡献的权重系数，制作为权重系数查找表；
S300、在快速辐射传输模型中，通过冰云的粒径分布参数查找权重系数表，找到对应的权重系数，带入到冰云散射特性计算。
2.根据权利要求1所述的适用于卫星红外亮温模拟的冰云散射特性分段式计算方法，其特征在于，步骤S100中冰晶粒子粒径分布形式表示为：
n(L)＝N0Lμe-vL
其中，L表示冰粒子的直径；N0，μ和v分别表示截距参数、斜率参数和形状参数；μ为常数，截距参数N0和形状参数v分别由云微物理方案中通过预报或诊断的冰粒子的质量浓度和数浓度决定。
3.根据权利要求2所述的适用于卫星红外亮温模拟的冰云散射特性分段式计算方法，其特征在于，形状参数v和截距参数N0的计算方法为：
其中，q和N分别为冰晶粒子的质量浓度和数浓度，c和d均为常数，Γ为伽马函数。
4.根据权利要求3所述的适用于卫星红外亮温模拟的冰云散射特性分段式计算方法，其特征在于，数浓度为固定常数或与质量浓度q呈线性相关，冰晶粒子粒径分布形式根据质量浓度q的取值决定。
5.根据权利要求2所述的适用于卫星红外亮温模拟的冰云散射特性分段式计算方法，其特征在于，步骤S200所述将冰云粒子按照粒径大小进行分段，计算每段粒径范围内冰粒子对冰云整体辐射特性贡献的权重系数，制作为权重系数查找表，具体包括：
S201、建立冰云整体消光系数kex的计算公式，
其中，Qex代表对应粒径和波长上的单粒子消光效率，S(L)和V(L)分别为粒子直径为L的冰晶粒子的横截面积和体积；λ代表波长
S202、在粒径区间(L0,L1)上，定义其消光系数的权重系数Fex(L0,L1)计算式为：
带入步骤S100中获得的冰晶粒子的粒径分布形式，并确定粒径区间范围L0和L1后，计算得到该粒径区间上的权重系数Fex(L0,L1)；
S203、进行粒径分段，确定分段粒径区间范围，建立冰云整体消光系数卷积求和公式：
其中，N为粒径区间分段数量；
S204、制作权重系数查找表，选取不同取值的冰粒子的质量浓度q，确定对应的粒径分布形式，以及冰云对应的粒径分布参数，按照S202给出的计算公式，生成与质量浓度q相关的权重系数查找表。
6.一种红外亮温模拟方法，其特征在于，包括步骤：
采用权利要求1-5任意一项所述的适用于卫星红外亮温模拟的冰云散射特性分段式计算方法，生成权重系数查找表；
根据快速辐射传输模型，读取气象条件和水凝物分布廓线，获得冰晶粒子的粒径分布形式，以及冰云对应的粒径分布参数；
从权重系数查找表中找到对应的权重系数带入到冰云散射特性计算中，将冰云散射特性应用在计算卫星红外观测通道亮温中。
7.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该计算机指令使计算机执行权利要求6所述的红外亮温模拟方法。
8.一种电子设备，包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信，处理器调用存储器中的逻辑指令，以执行权利要求6所述的红外亮温模拟方法。
9.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行权利要求6所述的红外亮温模拟方法。
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