全球高分辨率全天候地表长波辐射数据集（LessRad，1982-2022）

近期，国家青藏高原科学数据中心作为论文《A 41-Year Global All-Sky Surface Longwave Radiation Components Dataset at 5 km and hourly Resolution》的关联数据仓储，正式发布了系列高分辨率地表长波辐射数据集，包括 LessRad 全球地表长波下行（LWDR）、上行（LWUR）及净辐射（LWNR）数据（5 km，hourly，1982–2022）。该数据集由中山大学王天星教授团队研发，现已面向全球用户开放获取。论文发表于Scientific Data。

地表长波辐射（LWR，包括下行辐射LWDR、上行辐射LWUR与净辐射LWNR），是研究地气能量收支和温室效应的关键参数。在全球变暖大背景下，其时空分布直接影响气候反馈、地表能量平衡、水汽过程及云–地表相互作用。然而，现有再分析与卫星辐射产品在时空分辨率及复杂地形区域适用性方面仍存在局限，难以满足细尺度能量分布与过程研究需求。

此次发布的 LessRad 长波辐射系列数据集面向全球提供约 5 km（0.05°）空间分辨率和逐小时（hourly）时间分辨率，覆盖 1982–2022 年共41 年，包含 LWDR、LWUR和 LWNR 三个辐射分量。数据集融合多源卫星观测与再分析资料，结合时间尺度扩展模型与机器学习融合算法，实现了全要素覆盖、超高分辨率和超长时序的三大技术突破。

图1 2001年1月17日19:00 UTC青藏高原区域LWR各分量的空间分布。(a–c) LWDR，(d–f) LWUR，(g–i)LWNR。列（从左到右）分别对应 LessRad (0.05°)、ERA5 (0.25°) 和 CERES-SYN (1°)。

在全球 565 个地基辐射观测站开展的独立精度验证结果表明，除具备高时空分辨率优势外，LessRad 数据集在 LWDR 和LWUR 方面分别取得了 R=0.94、Bias=-4.39 W/m²、RMSE=24.7 W/m² 和R=0.97、Bias=-0.14 W/m²、RMSE=20.4 W/m² 的高性能表现。从精度年际演变及各站点独立验证结果来看，LessRad 在多数情况下均表现出与其他再分析或卫星产品相当甚至更高的精度，进一步验证了其长期稳定性与可靠性。

与 ERA5（0.25°）和CERES-SYN（1°）等较低分辨率产品相比，LessRad（5 km、逐小时）在全球范围内表现优异，尤其能够精确刻画极地和青藏高原等复杂气候与地形区域的辐射变化特征，显著降低了传统产品在极端环境下的不确定性。

图2 ERA5、CERES 和 LessRad 产品估算的LWDR（左）与LWUR（右）性能指标（相关系数 R、偏差 Bias、均方根误差 RMSE）的年际演变.

图3 LessRad、ERA5和 CERES - SYN产品在不同站点LWDR与LWUR的RMSE对比。

LessRad数据集已被广泛应用于多领域研究，包括地表能量收支与辐射平衡分析、云辐射效应的时空特征揭示、数值模式辐射参数化改进、高原地气相互作用研究，以及第三极与全球长期辐射监测产品的开发等，为气候变化和能量过程研究提供了可靠的数据基础。

这项工作得到了国家自然科学基金项目（42371342、42022008）、南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）创新团队项目（311021003）的支持。

论文信息：

Du, Y., Wang, S., Wang, T.et al. A 41-Year Global All-Sky Surface Longwave Radiation Components Dataset at 5 km and hourly Resolution. Scientific Data 12, 1540 (2025). https://doi.org/10.1038/s41597-025-05886-w.

Du, Y., Wang, T., Zhou, Y., Letu, H., Li, D., & Xian, Y. (2024). Towards user-friendly all-sky surface longwave downward radiation from space: General scheme and product. Bulletin of the American Meteorological Society, https://doi.org/10.1175/BAMS-D-23-0126.1.

数据信息：

杜艺涵, 王硕, 王天星. (2025). LessRad全球地表长波下行辐射数据集（5km，hourly，1982-2001）. 国家青藏高原科学数据中心. https://doi.org/10.11888/Terre.tpdc.302279. https://cstr.cn/18406.11.Terre.tpdc.302279.

杜艺涵, 王天星. (2023). LessRad全球地表长波下行辐射数据集（5km，hourly，2002-2022）. 国家青藏高原科学数据中心.

https://doi.org/10.11888/Terre.tpdc.300867. https://cstr.cn/18406.11.Terre.tpdc.300867.

杜艺涵, 王硕, 王天星. (2025). LessRad全球地表长波净辐射数据集（5km，hourly，1982-2022）. 国家青藏高原科学数据中心.

https://doi.org/10.11888/Terre.tpdc.302406. https://cstr.cn/18406.11.Terre.tpdc.302406.

杜艺涵, 王硕, 王天星. (2025). LessRad全球地表长波上行辐射数据集（5km，hourly，1982-2022）. 国家青藏高原科学数据中心.

https://doi.org/10.11888/Terre.tpdc.302277. https://cstr.cn/18406.11.Terre.tpdc.302277.

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