Том 17, номер 11, статья № 7

Аннотация:

Описаны статистические алгоритмы расчетов спектральных потоков солнечной радиации в атмосфере в условиях ясного неба, а также сплошной и разорванной облачности, основанные на использовании представления функции пропускания атмосферными газами в виде ряда экспонент (метод k-распределения). Коэффициенты молекулярного поглощения рассчитываются на основе базы данных HITRAN-2000 с учетом инструментальных функций действующих приборов и реальных метеорологических параметров атмосферы и профилей концентрации газов. Для тестирования этих алгоритмов проведено сравнение наших результа-тов с эталонными расчетами восходящих и нисходящих потоков методом line-by-line для безоблачной атмосферы и данными натурных измерений в условиях сплошной облачности. Показано, что предложенные алгоритмы обладают высокой точностью и просты при компьютерной реализации.

Список литературы:

1. Clough S.A., Iacono M.J., Moncet J.L. Line-by-line calculations of atmospheric fluxes and cooling rates: Application to water vapor // J. Geophys. Res. D. 1992. V. 97. P. 16519-16535.
2. Moncet J.L., Clough S.A. Accelerated monochromatic radiative transfer for scattering atmospheres: Application of a new model to spectral radiance observations // J. Geophys. Res. D. 1997. V. 102. N 18. P. 21853-21866.
3. O'Hirok W., Gautier C. A three-dimensional radiative transfer model to investigate the solar radiation within a cloudy atmosphere. Part I: Spatial effects // J. Atmos. Sci. 1998. V. 55. P. 2162-2179.
4. O'Hirok W., Gautier C. High resolution heating and cooling rates in 3-D clouds // Proc. the Tenth Atmospheric Radiation Measurement (ARM) Science Team Meeting. Available URL: http://www.arm. gov/docs/documents/technical/conf_0003/ohirok-00.pdf
5. Titov G.A., Zhuravleva T.B., Zuev V.E. Mean radiation fluxes in the near-IR spectal range: Algorithms for calculation // J. Geophys. Res. D. 1997. V. 102. N 2. P. 1819-1832.
6. Голубицкий Б.М., Москаленко Н.И. Функции спектрального пропускания в полосах паров H₂O и CO₂ // Изв. АН СССР. Физика атмосф. и океана. 1968. Т. IV. № 3. C. 346-360.
7. Москаленко Н.И. Функции спектрального пропускания в полосах паров H₂O, O₃, N₂O и N₂ компонент в атмосфере // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1969. Т. V. № 11. С. 1180-1190.
8. Фирсов К.М., Чеснокова Т.Ю., Белов В.В., Серебренников А.Б., Пономарев Ю.Н. Ряды экспонент в расчетах переноса излучения методом Монте-Карло в пространственно неоднородных аэрозольно-газовых средах // Вычисл. технол. 2002. Т. 7. № 5. C. 77-87.
9. A preliminary cloudless standart atmosphere for radiation computation. World Climate Research Programme. WCP-112, WMO/TD № 24. 1986. 60 p.
10. Kneizys F.X., Robertson D.S., Abreu L.W., Acharya P., Anderson G.P., Rothman L.S., Chetwynd J.H., Selby J.E.A., Shetle E.P., Gallery W.O., Berk A., Clough S.A., Bernstein L.S. The MODTRAN 2/3 report and LOWTRAN 7 model. Phillips Laboratory, Geophysics Directorate. Hanscom AFB, MA 01731-3010. 1996. 260 p.
11. Дейрменджан Д. Рассеяние электромагнитного излучения сферическими полидисперсными частицами. М.: Мир, 1971. 298 с.
12. Радиация в облачной атмосфере. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 280 с.
13. Марчук Г.И., Михайлов Г.А., Назаралиев М.А., Дарбинян Р.А., Каргин Б.А., Елепов Б.С. Метод Монте-Карло в атмосферной оптике. Новосибирск: Наука, 1976. 280 с.
14. Каргин Б.А. Статистическое моделирование поля солнечной радиации в атмосфере. Новосибирск: ВЦ СОАН СССР, 1984. 206 с.
15. Fomin B.A., Gershanov Yu.V. Tables of the benchmark calculations of atmospheric fluxes for ICRCCM test cases. Part II: Shortwave results. Preprint IAE 5990/1. Moscow. 1996.
16. Мицель А.А., Пташник И.В., Фирсов К.М., Фомин Б.А. Эффективный метод полинейного счета пропускания поглощающей атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 1995. Т. 8. № 10. С. 1547-1548.
17. Anderson G., Clough S., Kneizys F., Chetwynd J., Shettle E. AFGL Atmospheric Constituent Profiles (0-120 km). Air Force Geophysics Laboratory. AFGL-TR-86-0110. Environm. Res. Paper. No. 954. 1986.
18. Fouquart Y., Bonnel B. Intercomparising Shortwave Radiation Codes for Climate Studies // J. Geophys. Res. D. 1991. V. 96. N 5. P. 8955-8968.
19. Li Z., Trishchenko A., Cribb M. Analysis of cloud spectral radiance/irradiance at the surface and top of the atmosphere from modeling and observations // Proc. the Tenth Atmospheric Radiation Measurement (ARM) Science Team Meeting. Available URL: http://www.arm.gov/publications/proceedings/conf10/abstracts/li-z.pdf
20. Li Z., Cribb M., Trishchenko A. A new method and results of estimating areal-mean spectral surface albedo from downwelling irradiance measurements // Proc. the Eleventh Atmospheric Radiation Measurement (ARM) Science Team Meeting. Available URL: http:// www.arm.gov/publictions/proceedings/conf11/abstracts/li-z.pdf
21. Harrison L., Berndt J., Kiedron P., Michalsky J., Min Q. and Schlemmer J. Rotating Shadowband Spectroradiometers (RSS) in the ARM Program // Proc. the Ninth Atmospheric Radiation Measurement (ARM) Science Team Meeting. Available URL: http://www.arm.gov/docs/documents/technical/conf_9903/harrison-99.pdf
22. Harrison L., Michalsky J. Automated multifilter rotating shadow-band radiometer: an instrument for optical depth and radiation measurements // Appl. Opt. 1994. V. 33. N 22. P. 5118-5125.
23. Dong X. A 25-month database of stratus cloud propeties generated from ground-based measurements at the Atmospheric Radiation Measurement Southern Great Plains Site // J. Geophys. Res. D. 2000. V. 105. P. 4529-4537.
24. Журавлева Т.Б., Насретдинов И.М., Сакерин С.М., Фирсов К.М., Чеснокова Т.Ю. Численное моделирование угловой структуры яркости неба вблизи горизонта при наблюдении с Земли. Часть 2: Аэрозольно-газовая атмосфера // Оптика атмосф. и океана. 2003. Т. 16. N 12. С. 1065-1074.
25. Fontenla J., White O. R., Fox P.A., Avertt E.H., Kurucz R.L. Calculation of solar irradiances. I. Systhesis of the solar spectrum // Astrophys. J. 1999. N 518. P. 480-500.
26. Kurucz T.L. Synthetic infrared spectra, Infrared Solar Physics // IAU Symp. 154, edited by D.M. Rabin and J.T. Jefferies. Kluwer, Acad. Norwell Massachusetts. 1992.
27. Зуев В.Е., Титов Г.А. Оптика атмосферы и климат. Томск: Изд-во "Спектр" ИОА СО РАН, 1996. 271 с.