Том 31, номер 09, статья № 8
pdf Чеснокова Т. Ю., Фирсов К. М., Размолов А. А. Вклад континуального поглощения водяного пара в радиационный баланс атмосферы при наличии перистых облаков. // Оптика атмосферы и океана. 2018. Т. 31. № 09. С. 743–751. DOI: 10.15372/AOO20180908.Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:
Проведено моделирование восходящих и нисходящих потоков солнечного и теплового излучения для метеорологических условий, характерных для лета средних широт. Сделаны оценки радиационного баланса атмосферы за счет перистой облачности при ее различной мощности. Определена чувствительность радиационного форсинга к моделям континуального поглощения водяного пара.
Ключевые слова:
атмосферный радиационный перенос, континуум водяного пара, перистые облака
Список литературы:
1. Stephens G.L., L'Ecuyer T. The Earth's energy balance // Atmos. Res. 2015. V. 166. P. 195–203.
2. Stephens G.L., Wild M., Stackhouse P.W., Ecuyer T.L., Kato S., Henderson D.S. The global character of the flux of downward longwave radiation // J. Clim. 2012. V. 25. P. 2329–2340. DOI: 10.1175/JCLI-D-11-00262.1.
3. Turner D.D., Merrelli A., Vimont D., Mlawer E.J. Impact of modifying the longwave water vapor continuum absorption model on community Earth system model simulations // J. Geophys. Res. 2012. V. 117. P. D04106. DOI: 10.1029/2011JD016440.
4. Пташник И.В. Континуальное поглощение водяного пара: краткая предыстория и современное состояние проблемы // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 5. С. 443–459.
5. Firsov K.M., Chesnokova T.Yu., Bobrov E.V., Klitochenko I.I. Estimation of uncertainties in the longwave radiative fluxes simulation due to spectroscopic errors // Proc. SPIE. 2014. V. 9292. P. 929205. DOI: 10.1117/12.2075550.
6. Чеснокова Т.Ю., Клиточенко И.И., Фирсов К.М. Вклад континуального поглощения Н2О в потоки длинноволнового излучения облачной и безоблачной атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 10. С. 843–849.
7. Ptashnik I.V., McPheat R.A., Shine K.P., Smith K.P., Williams R.G. Water vapor self-continuum absorption in near-infrared windows derived from laboratory measurements // J. Geophys. Res. 2011. V. 116. Р. D16305.
8. Ptashnik I.V., McPheat R.A., Shine K.P., Smith K.M., Williams R.G. Water vapour foreign continuum absorption in near-infrared windows from laboratory measurements // Phil. Trans. R. Soc. A. 2012. V. 370. P. 2557–2577.
9. Baranov Yu.I., Lafferty W.J., Ma Q., Tipping R.H. Water-vapor continuum absorption in the 800–1250 cm-1 spectral region at temperatures from 311 to 363 K // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2008. V. 109, N 12–13. P. 2291–2302.
10. Baranov Yu.I., Lafferty W.J. The water vapour self- and water-nitrogen continuum absorption in the 1000 and 2500 cm-1 atmospheric windows // Phil. Trans. R. Soc. A. 2012. V. 370. P. 2578–2589.
11. URL: http://rtweb.aer.com/continuum_frame.htm (last access: 09.03.2018).
12. Mlawer E.J., Payne V.H., Moncet J.-L., Delamere J.S., Alvarado M.J., Tobin D.C. Development and recent evaluation of the MT_CKD model of continuum absorption // Phil. Trans. R. Soc. A. 2012. V. 370. P. 2520–2556.
13. Paynter D., Ramaswamy V. Variations in water vapor continuum radiative transfer with atmospheric conditions // J. Geophys. Res. 2012. V. 117. P. D16310. DOI: 10.1029/2012JD017504.
14. Фирсов К.М., Чеснокова Т.Ю., Размолов А.А., Ченцов А.В. Вклад континуального поглощения водяного пара в потоки коротковолнового солнечного излучения в атмосфере Земли при наличии перистой облачности // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 10. С. 813–820; Firsov K.M., Chesnokova T.Yu., Razmolov А.А., Chentsov А.V. Contribution of the water vapor continuum absorption to shortwave solar fluxes in the Earth’s atmosphere with cirrus cloudiness // Atmos. Ocean. Opt. 2018. V. 31, N 1. P. 1–8.
15. Фирсов К.М., Чеснокова Т.Ю., Бобров Е.В. Роль континуального поглощения паров воды в длинноволновых радиационных процессах приземного слоя атмосферы в регионе Нижнего Поволжья // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 8. С. 665–672; Firsov K.M., Chesnokova T.Yu., Bobrov E.V. The role of the water vapor continuum absorption in near ground long-wave radiation processes of the lower Volga Region // Atmos. Ocean. Opt. 2015. V. 28, N 1. P. 1–8.
16. Чеснокова Т.Ю., Фирсов К.М., Воронина Ю.В. Применение рядов экспонент при моделировании широкополосных потоков солнечного излучения в атмосфере Земли // Оптика атмосф. и океана. 2007. Т. 20, № 9. С. 799–804.
17. Tvorogov S.D., Zhuravleva T.B., Rodimova O.B., Firsov K.M. Theory of series of exponents and its application for analysis of radiation processes // Problems of Global Climatology and Ecodynamics: Anthropogenic Effects on the State of Planet Earth. UK: Springer/Praxis, Chichester, 2008. Ch. 9. P. 211–240.
18. Lacis A., Oinas V. A description of the k-distribution method for modeling non-grey gaseous absorption, thermal emission, and multiple scattering in vertically inhomogeneous atmospheres // J. Geophys. Res. D. 1991. V. 96, N 5. P. 9027.
19. Rothman L.S., Gordon I.E., Babikov Y., Barbe A., Benner D.C., Bernath P.F., Birk M., Bizzocchi L., Boudon V., Brown L.R., Campargue A., Chance K., Cohen E.A., Coudert L.H., Devi V.M., Drouin B.J., Fayt A., Flaud J.-M., Gamache R.R., Harrison J.J., Hartmann J.-M., Hill C., Hodges J.T., Jacquemart D., Jolly A., Lamouroux J., Le Roy R.J., Li G., Long D.A., Lyulin O.M., Mackie C.J., Massie S.T., Mikhailenko S., Müller H.S.P., Naumenko O.V., Nikitin A.V., Orphal J., Perevalov V., Perrink A., Polovtseva E.R., Richard C., Smith M.A.H., Starikova E., Sung K., Tashkun S., Tennyson J., Toon G.C., Tyuterev Vl.G., Wagner G. The HITRAN 2012 molecular spectroscopic database // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2013. V. 130. P. 4–50.
20. Stamnes K., Tsay S.-C., Wiscombe W., Jayaweera K. Numerically stable algorithm for discrete-ordinate-method radiative transfer in multiple scattering and emitting layered media // Appl. Opt. 1988. V. 27, iss. 12. P. 2502.
21. Slingo A.A. GCM parameterization for the shortwave radiative properties of water clouds // J. Atmos. Sci. 1989. V. 46, N 10. P. 1419–1427.
22. Fontenla J., White O.R., Fox P.A., Avrett E.H., Kurucz R.L. Calculation of solar irradiances. I. Synthesis of the solar spectrum // Astrophys. J. 1999. V. 518. P. 480–500.
23. URL: http://kurucz.harvard.edu/sun/irradiance2008/ (last access: 09.03.2018).
24. Anderson G.P., Clough S.A., Kneizys F.X., Chetwynd J.H., Shettle E.P. AFGL atmospheric constituent profiles (0–120 km) // AFGL-TR-86-0110, AFGL (OPI), Hanscom AFB, MA 01736. Environmental Research Paper. 1986. N 954. 25 p.
25. 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. P. 260.
26. Firsov K.M., Chesnokova T.Yu., Klitochenko I.I., Razmolov A.A. Comparison of two water vapor continuum models in simulation of the longwave fluxes taking into account absorption in cirrus clouds // Proc. SPIE. 2016. V. 10035. P. 100350I-1.
27. Mitsel A.A., Ptashnik I.V., Firsov K.M., Fomin A.B. Efficient technique for line-by-line calculating the transmittance of the absorbing atmosphere // Atmos. Ocean. Opt. 1995. V. 8, N 10. P. 847–850.
28. Fu Q. An accurate parameterization of the solar radiative properties of cirrus clouds for climate models // J. Clim. 1996. V. 9. P. 2058–2082.
29. Харин А.С., Лузан П.И., Шатунова М.В., Дмитриева-Арраго Л.Р. Метод расчета компонент радиационной энергетики системы «Земля–атмосфера» в ИК-области спектра и роль микрофизических свойств облаков // Тр. Гидрометцентра России. 2010. С. 59–77.
30. Fu Q., Yang P., Sun W. An accurate parameterization of the infrared radiative properties of cirrus clouds for climate models // J. Clim. 1998. V. 11. P. 2223–2237.