Рассчитаны средние по области суммарные интегральные потоки солнечной радиации для развивающейся мезомасштабной системы конвективной облачности в тропиках с помощью двух приближенных одномерных (1D) моделей, в которых используются различные предположения о структуре облачности подсеточного масштаба. Одна из моделей – это стандартное плоскопараллельное, однородное (PPH) двухпотоковое приближение. Во втором предполагается, что флуктуации коэффициента ослабления облаков β могут быть описаны с помощью гамма-распределения pG(β), поэтому в двухпотоковых уравнениях учтена зависимость от pG(β) и проведено интегрирование по всем β. Эталонные 3D расчеты выполнены по методу Монте-Карло (MС). Облачная система моделировалась с помощью 2D модели с минимальным разрешением порядка размера облака, а расчетная область составляет 514 км по горизонтали и ~18 км по вертикали. Разрешение горизонтальной решетки – 1 км, в то время как 35 вертикальных слоев имеют переменную толщину. В расчетах учитывались капли воды, частицы льда, дождь, крупа и снег. Модельные реализации исследуемой области рассчитывались каждые 5 мин в течение 10 ч, т.е. охватывают жизненный цикл системы.
Показано, что обычная двухпотоковая PPH-модель совершенно неточна: рассчитанные с ее помощью средние за 10 ч альбедо на верхней границе атмосферы (TOA) αtoa и поглощение на поверхности asfc составляют 0,56 и 0,20, в то время как соответствующие 3D MC значения равны 0,32 и 0,47. Для двухпотокового приближения с учетом гамма-распределения (GWTSA) значения αtoa и αsfc составляют 0,32 и 0,49. Кроме того, ошибка в определении скорости нагревания в случае PPH-модели составляет порядка –0,5 К/день вблизи поверхности и почти +2 K/день на высоте 10 км, а для GWTSA это значение составляет ~0,25 K/день на обеих высотах. Показано, что приближение независимых столбов практически идентично 3D MC-модели, а лучшая из возможных PPH-моделей (т.е. точный учет перекрывания облаков) хотя и намного превосходит по точности обычную PPH-модель, но значительно уступает GWTSA.