A comparison of solar radiation budgets in the Mackenzie river basin from satellite measurements and a regional climate model

Abstract

Using a new narrowband to broadband conversion algorithm developed specifically for the Mackenzie River basin (MRB), Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) data for the summer of 1994 have been analyzed to obtain the top‐of‐the‐atmosphere (TOA) fluxes and the net surface solar radiation in the MRB. The AVHRR dataset contains mid‐afternoon scenes from 21 June to 14 September 1994. In addition, the Scanner for Radiation Budget (ScaRaB) instrument, which flew on the METEOR‐3 satellite, provided good coverage during the summer of 1994 with typically five passes over the northern part of the basin and three to four passes over the southern part of the basin each day. We merged the TOA fluxes from AVHRR with those from ScaRaB and then interpolated the observations (within ± 1.5 hours) to get the monthly means for each one‐hour period during the daytime for June, July, August and September 1994. The monthly means of each one‐hour average are compared with output from the Canadian Regional Climate Model (CRCM). The comparison shows that the CRCM simulated the TOA reflected fluxes well over the MRB. However, the differences in the partitioning of the absorbed energy between the surface and the atmosphere are large, the CRCM overestimating the surface net solar radiation budgets by about 15%.

Résumé

[Traduit par la rédaction] À l'aide d'un nouvel algorithme de conversion de bande étroite à bande large mis au point spécifiquement pour le bassin du fleuve Mackenzie (MRB), les données du radiomètre perfectionné à très haute résolution (AVHRR) pour l'été 1994 ont été analysées pour obtenir les flux au sommet de l'atmosphère (TOA) et la radiation solaire nette à la surface dans le MRB. L'ensemble de données de l'AVHRR contient des scènes des après‐midi du 21 juin au 14 septembre 1994. De surcroît, le radiomètre à balayage de l'instrument pour le bilan radiatif (ScaRaB) qui a volé à bord du satellite METEOR 3, a assuré une bonne couverture durant l'été 1994 avec, typiquement, cinq passes au‐dessus de la partie nord du bassin et de trois à quatre passes au‐dessus de la partie sud du bassin, chaque jour. Nous avons combiné les flux au TOA de l'AVHRR avec ceux de ScaRaB, puis interpolé les observations (à l'intérieur de ± 1,5 heure) afin d'obtenir les moyennes mensuelles pour chacune des périodes diurnes d'une heure pour les mois de juin, juillet, août et septembre 1994. Les moyennes mensuelles de chacune des moyennes horaires sont comparées aux sorties du Modèle régional du climat canadien (CRCM). Les comparaisons ont révélé que le CRCM a bien simulé les flux réfléchis au TOA au‐dessus du MRB. Toutefois, les différences dans la répartition de l'énergie absorbée entre la surface et l'atmosphère sont grandes, le CRCM surestimant d'environ 15% les bilans de la radiation solaire nette à la surface.

Notes

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