地表宽波段发射率（BBE）是计算地表辐射能量平衡的一个基本参数。陆面模式常将其设置为常数或者采用简单参数化方案表征，例如美国国家大气研究中心（NCAR）通用陆面模式（CLM2）设定土壤BBE为0.96，积雪BBE为0.97，然后利用叶面积指数LAI计算冠层BBE (Bonan et al. 2002)。最新的CLM5沿用了此方案。这与实际的地表实际BBE严重不符。

通常有2类方法确定BBE。一是分类赋值法，如Wilber等人根据国际生物圈计划（IGBP）地表分类为地表发射率赋常数值，建立了一个空间分辨率为10’×10’的全球BBE（5-100μm）数据集，用于遥感反演长波辐射(Wilber et al. 1999)。二是窄波段-宽波段发射率转换，将ASTER、MODIS等窄波段发射率转换为宽波段发射率（Ogawa and Schmugge 2004）。这两类方法在时空分辨率和精度方面存在严重缺陷。例如：第一类方法得到的是静态的BBE，第二类方法还受到窄波段发射率精度影响：MODIS发射率未经广泛验证且不能反映植被丰度的季节变化；ASTER发射率存在大量缺失，无法实现以年为单位的BBE制图。

Zhou et al.(2003)调查了北非地区发射率和光谱反照率的经验关系，某些波段建立的经验关系较弱。Sobrino et al.(2008)提出用红光发射率拟合窄波段发射率，基于光谱库数据拟合的经验关系适用性差。我们开展了两方面的研究：一是在北非地区，建立了BBE和光谱反照率之间显著的经验关系BBE=f(ɑ₁，ɑ₂，…，ɑ₇)（如图１所示）；二是在全球尺度（图２），基于匹配的ASTER和MODIS数据，分土壤类型建立了BBE和光谱反照率之间的经验关系，用于反演全球陆表8-day、1km BBE。该数据产品具有由于0.02的验证精度（Dong et al.,2013）。

图1 北非地区ASTER BBE和MODIS光谱反照率拟合的BBE之间的对比图

图2  USDA NRCS土壤类型图以及选择的研究区域

参考文献：

Cheng, J., & Liang, S. (2014). Estimating the broadband longwave emissivity of global bare soil from the MODIS shortwave albedo product. Journal of Geophysical Research-Atmosphere, 119, 614-634 （下载）