重构全国光合有效辐射历史数据的具体过程为：首先采用阳坤建立的“混合模型”
[15]，模型用到的参数具体包含CMA的气象要素数据（如气温、日照时数、气压、相对湿度）、浑浊度系数、臭氧柱总量等，通过以上数据重构获得总辐射数据。其中，浑浊度系数根据Ångström指数定律结合由MODIS（moderate-resolution imaging spectrometer）提供的气溶胶光学厚度（AOD，Aerosol optical Depth）计算得到、臭氧柱总量由NASA/GSFC（National Aeronautics and Space Administration/Goddard Space Flight Center）获得。其次是通过CERN站点的观测的PAR和总辐射，按照气候区域把我国分成8个子气候区域，分区域基于晴空指数建立光合有效辐射的重构方法，并利用站点观测数据对重构精度进行检验。最后将重构方法和重构的总辐射进行耦合，进而获得国家尺度的光合有效辐射重构数据。图1为此数据集生成方法的技术路线图。
（1）总辐射数据的计算
太阳辐射在到达地面的过程中，主要受臭氧吸收、Rayleigh散射、云的吸收及散射等方面的衰减作用。根据阳坤等人的研究，可由式（1）气压、浑浊度系数等参数计算得到太阳辐射直接辐射透过率和散射辐射透过率，云的透过率可由日照时数得到（晴空大气状况下云的透过率以100%计算），则到达地面的太阳辐射日累计值\({R}_{s}\)可由式（2）得出：
\(\delta （\lambda ）=\beta {\lambda }^{-\alpha }\) （1）
\({R}_{s}={\tau }_{c}{\int }_{t2}^{t1}\left({\tau }_{b}+{\tau }_{d}\right){R}_{0}dt\) （2）
其中：\(\lambda \)（\(\mu m\)）为波长，\(\delta （\lambda ）\)为AOD值，\(\beta \)为浑浊度系数，\(\alpha \)为Ångström指数。\({R}_{s}\)为地面总辐射；\({\tau }_{c}\)为云的透过率，可通过日照时数获得；\(t1\)、\(t2\) 分别表示日出和日落时刻；\({\tau }_{b}\)为直接辐射透过率；\({\tau }_{d}\)为散射辐射透过率；\({R}_{0}\)为大气层顶总辐射。
（2）晴空指数的计算
结合同一地理位置的地面总辐射及大气层顶天文辐射数据即可得出：
\({K}_{s}={R}_{s}∕{R}_{0}\) （3）
其中：\({K}_{s}\)为晴空指数。
（3）光合有效辐射重构的参数化方案
按照气候区划，我们在每个子气候区域内选择代表性较好，且连续观测数据质量好的台站建立光合有效辐射重构的参数化方案，具体构建过程以拉萨站的重构为例进行详细说明：
将拉萨站已有的观测数据随机分为两组，一组用于拟合形成经验化公式，另一组用于检验公式精确程度。
在不同晴空指数范围内，光合有效辐射随太阳高度角正弦值变化为：
\(PAR={PAR}_{m}×{\mu }^{n}\) （4）
将计算得出的拉萨站不同时间的晴空指数分为若干区间，在区间内对应\(PAR\)的值，得到\({PAR}_{m}\)关于\({K}_{s}\)的散点图，可以看出其满足三次函数关系，即：
\({PAR}_{m}=a×{K}_{s}^{3}+b×{K}_{s}^{2}+c×{K}_{s}+d\) （5）
其中：\({PAR}_{m}\)是指单位太阳高度角正弦值时光合有效辐射的值，\(\mu \)为太阳高度角正弦值，\(n\)为光合有效辐射随太阳高度角变化的程度，\(a\)、\(b\)、\(c\)、\(d\)为相关参数。
将已有数据代入公式（4）和（5），可得出\(a\)、\(b\)、\(c\)、\(d\)和\(n\)的值。最终，光合有效辐射小时值\({PAR}_{hourly}\)和光合有效辐射日累计值\({PAR}_{daily}\)为：
\({PAR}_{hourly}=-1182.8×{K}_{s}^{3}+1246.7×{K}_{s}^{2}+2256.9×{K}_{s}+73.5\) （6）
\({PAR}_{daily}=\left(2.67-5.83×\stackrel{-}{{K}_{s}}+30.42×{\stackrel{-}{K}}_{s}^{2}-19.37×{\stackrel{-}{K}}_{s}^{3}\right)×{\stackrel{-}{\mu }}^{ 1.14}×{t}_{d}\) （7）
其中：\({\stackrel{-}{K}}_{S}\)为晴空指数的日均值，\({t}_{d}\)为日照时数。
重构结果通过了显著性检验，即证明此公式可用于拉萨站点。而拉萨站点在分区内位于青藏地区（TP），随机选取青藏地区中的另一站点（本文选取站点为海北站），利用此公式得出该站点的光合有效辐射重构值，再与此站点的光合有效辐射观测值加以比对，通过显著性检验表明可以很好地应用到青藏地区
[16]。用同样的方法，在另外7个气候区选取代表性站点，分别为西北地区（阜康站）、中国北部（沙坡头站）、西南地区（盐亭站）、东北地区（海伦站）、华北平原（北京站）、中国东部（东湖站）及东南地区（鼎湖山站），最终形成在全国范围内适用的光合有效辐射估算公式，如表2所示。
| 气候分区 | 代表站点 | 光合有效辐射估算公式 |
|---|
| NWC | 阜康 | \(PAR=\left(0.44+7.97\stackrel{-}{{K}_{s}}+5.84×{\stackrel{-}{K}}_{s}^{2}-5.42×{\stackrel{-}{K}}_{s}^{3}\right)×{\stackrel{-}{\mu }}^{ 1.12}×{t}_{d}\) |
| TP | 拉萨 | \(PAR=\left(2.67-5.83\stackrel{-}{{K}_{s}}+30.42×{\stackrel{-}{K}}_{s}^{2}-19.37×{\stackrel{-}{K}}_{s}^{3}\right)×{\stackrel{-}{\mu }}^{ 1.14}×{t}_{d}\) |
| NC | 沙坡头 | \(PAR=\left(0.24+10.18\stackrel{-}{{K}_{s}}+1.43×{\stackrel{-}{K}}_{s}^{2}-1.78×{\stackrel{-}{K}}_{s}^{3}\right)×{\stackrel{-}{\mu }}^{ 1.24}×{t}_{d}\) |
| SWC | 盐亭 | \(PAR=\left(0.20+9.22\stackrel{-}{{K}_{s}}+1.34×{\stackrel{-}{K}}_{s}^{2}-1.43×{\stackrel{-}{K}}_{s}^{3}\right)×{\stackrel{-}{\mu }}^{ 1.25}×{t}_{d}\) |
| NEC | 海伦 | \(PAR=\left(0.28+9.01\stackrel{-}{{K}_{s}}+2.03×{\stackrel{-}{K}}_{s}^{2}-1.89×{\stackrel{-}{K}}_{s}^{3}\right)×{\stackrel{-}{\mu }}^{ 1.19}×{t}_{d}\) |
| NCP | 北京 | \(PAR=\left(0.03+10.57\stackrel{-}{{K}_{s}}-4.44×{\stackrel{-}{K}}_{s}^{2}+3.37×{\stackrel{-}{K}}_{s}^{3}\right)×{\stackrel{-}{\mu }}^{ 1.06}×{t}_{d}\) |
| EC | 东湖 | \(PAR=\left(0.18+9.26\stackrel{-}{{K}_{s}}+0.91×{\stackrel{-}{K}}_{s}^{2}-1.01×{\stackrel{-}{K}}_{s}^{3}\right)×{\stackrel{-}{\mu }}^{ 1.06}×{t}_{d}\) |
| SEC | 鼎湖山 | \(PAR=\left(0.07+9.47\stackrel{-}{{K}_{s}}-2.10×{\stackrel{-}{K}}_{s}^{2}+2.26×{\stackrel{-}{K}}_{s}^{3}\right)×{\stackrel{-}{\mu }}^{ 1.06}×{t}_{d}\) |
