Коды переноса атмосферного излучения

Модель переноса атмосферного излучения, код или симулятор рассчитывает перенос излучения электромагнитного излучения через планетную атмосферу.

• 1 Методы
• 2 Приложения
• 3 Таблица моделей
  • 3.1 Базы данных молекулярного поглощения
• 4 См. также
• 5 Ссылки
• 6 Внешние ссылки

В основе модели переноса излучения лежит уравнение переноса излучения, которое численно решается с помощью решателя , например, метод дискретных ординат или метод Монте-Карло. Уравнение переноса излучения - это монохроматическое уравнение для расчета энергетической яркости в одном слое атмосферы Земли. Чтобы рассчитать яркость для спектральной области с конечной шириной (например, для оценки энергетического баланса Земли или моделирования отклика прибора), необходимо интегрировать это по полосе частот (или длин волн). Самый точный способ сделать это - перебрать интересующие частоты и для каждой частоты вычислить яркость на этой частоте. Для этого необходимо вычислить вклад каждой спектральной линии для всех молекул в атмосферном слое; это называется построчным расчетом. Для отклика прибора это затем свертывается со спектральным откликом прибора. Более быстрый, но более приближенный метод - это полосная передача. Здесь передача в области в полосе частот характеризуется набором предварительно рассчитанных коэффициентов (в зависимости от температуры и других параметров). Кроме того, модели могут учитывать рассеяние молекулами или частицами, а также поляризацию ; однако не все модели делают это.

Коды переноса излучения используются в широком диапазоне приложений. Они обычно используются в качестве прямых моделей для извлечения геофизических параметров (таких как температура или влажность ). Модели переноса излучения также используются для оптимизации солнечных фотоэлектрических систем для производства возобновляемой энергии. Другой распространенной областью применения является модель погоды или климата, где радиационное воздействие рассчитывается для парниковых газов, аэрозолей или облака. В таких приложениях коды переноса излучения часто называют параметризацией излучения. В этих приложениях коды переноса излучения используются в прямом смысле, то есть на основе известных свойств атмосферы вычисляются скорости нагрева, потоки излучения и яркость.

Есть попытки взаимного сравнения радиационных кодов. Одним из таких проектов был ICRCCM (Взаимное сравнение радиационных кодов в климатических моделях), который охватил конец 1980-х - начало 2000-х годов. В более актуальном (2011 г.) проекте «Постоянное взаимное сравнение радиационных кодов» особое внимание уделяется также использованию наблюдений для определения случаев взаимного сравнения.

Розанов и др. (2014)

Базы данных по молекулярной абсорбции

Для построчного расчета одна требуются характеристики спектральных линий, такие как центр линии, интенсивность, энергия нижнего состояния, ширина и форма линии.

• Коды приближения дискретных диполей
• Коды для электромагнитного рассеяния цилиндрами
• Коды для электромагнитного рассеяния сферами
• Оптические свойства воды и льда

Сноски

General

• Борен, Крейг Ф. и Юджин Э. Клотио, Основы атмосферной радиации: введение с 400 проблемами, Weinheim: Wiley-VCH, 2006, 472 стр., ISBN 3-527-40503-8.
• Гуди, Р.М. и Ю.Л. Юнг, Атмосферное излучение: теоретические основы. Oxford University Press, 1996 (второе издание), 534 страницы, ISBN 978-0-19-510291-8.
• Лиу, Куо-Нан, Введение в атмосферное излучение, Амстердам; Бостон: Academic Press, 2002, 583 стр., Международная серия по геофизике, v.84, ISBN 0-12-451451-0.
• Mobley, Curtis D., Light and вода: перенос излучения в природных водах; частично основано на сотрудничестве с Рудольфом В. Прайзендорфер, Сан-Диего, Academic Press, 1994, 592 стр., ISBN 0-12-502750-8
• Петти, Грант В., Первый курс атмосферного излучения (2-е изд.), Мэдисон, Висконсин: Sundog Pub., 2006, 472 стр., ISBN 0-9729033-1-3
• Прайсендорфер, Рудольф В., Гидрологическая оптика, Гонолулу, Гавайи: Министерство торговли США, Национальное управление океанических и атмосферных исследований, Лаборатории экологических исследований, Тихоокеанская лаборатория морской среды, 1976 г., 6 томов.
• Стивенс, Грэм Л., Дистанционное зондирование нижних слоев атмосферы: введение, Нью-Йорк, Oxford University Press, 1994, 523 с. ISBN 0-19-508188-9.
• Томас, Гэри Э. и Кнут Стэмнес, Перенос излучения в атмосфере и океане, Кембридж, Нью-Йорк, Cambridge University Press, 1999, 517 с., ISBN 0-521-40124-0.
• Здунковский, В., Т. Траутманн, А. Ботт, Радиация в атмосфере. Cambridge University Press, 2007, 496 страниц, ISBN 978-0-521-87107-5

• ITWC для переноса излучения