Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 5. С. 259-267
Влияние оптически толстых облачных слоев на нагрев атмосферы собственным излучением на средних широтах
И.В. Мингалев
1 , Е.А. Федотова
1 , К.Г. Орлов
1 1 Полярный геофизический институт РАН, Апатиты, Россия
Одобрена к печати: 01.06.2017
DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-5-259-267
В данной работе изложены результаты эталонных расчетов потоков собственного излучения в атмосфере Земли на средних широтах в диапазоне 10–2000 см–1 при наличии облачных слоев нижнего, среднего и верхнего ярусов, обладающих большой оптической толщиной. В расчетах разрешение по частоте составляло 0,001 см–1, а по высоте — 200 м. Цель работы заключалась в определении границ изменения скорости нагрева атмосферы собственным излучением при наличии облачных слоев, а также в изучении влияния этих слоев на поле собственного излучения атмосферы. Проведенные расчеты показали, что облачные слои большой оптической толщины существенно влияют на поле собственного излучения атмосферы в интервале частот от 10 до 2000 см–1. Ниже облачных слоев восходящий и нисходящий потоки излучения имеют большие значения, чем эти потоки, рассчитанные для безоблачной атмосферы. Нисходящий поток собственного излучения атмосферы выше облачного слоя не существенно отличается от потока, рассчитанного для безоблачной атмосферы. Восходящий поток собственного излучения атмосферы выше облачного слоя существенно меньше, чем этот поток, рассчитанный при отсутствии облачного слоя. Чем выше расположен облачный слой, тем сильней он уменьшает восходящий поток собственного излучения атмосферы на ее верхней границе.
Ключевые слова: эталонные расчеты потоков излучения, собственное излучение атмосферы
Полный текстСписок литературы:
- Игнатьев Н.И., Мингалев И.В., Родин А.В., Федотова Е.А. Новый вариант метода дискретных ординат для расчета собственного излучения в горизонтально однородной атмосфере // Журн. вычислит. математики и математ. физики. 2015. Т. 55. № 10. С. 109–123.
- Ленобль Ж. Перенос радиации в рассеивающих и поглощающих атмосферах. Л.: Гидрометиздат, 1990. 264 с.
- Мазин И.П., Хргиан А.Х. Облака и облачная атмосфера: справ. Л.: Гидрометиздат. 1989. 646 с.
- Нагирнер Д.И. Лекции по теории переноса излучения: учеб. пособие. СПб: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2001. 284 с.
- Тимофеев Ю.М., Васильев А.В. Теоретические основы атмосферной оптики. СПб: Наука, 2003. 474 с.
- Evans K.F. The Spherical Harmonics Discrete Ordinate Method for Three-Dimensional Atmospheric Radiative Transfer // J. Atmospheric Sciences. 1998. Vol. 55. P. 429–446.
- Fomin B.A. Effective interpolation technique for line-by-line calculations of radiation absorption in gases // J. Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 1995. Vol. 53. P. 663–669.
- McClatchey R.A., Bolle H.-J., Kondratyev K.Ya. A preliminary cloudless standard atmosphere for radiation computation / Intern. Association for Meteorology and Atmospheric Physics, Radiation Commission. World Climate Research Programme, 1986. Ser. WCP. Vol. 112. WMO/TD-No. 24. 60 p.
- Stamnes K., Tsay S., Wiscombe W., Jayaweera K. Numerically stable algorithm for discrete-ordinate-method radiative transfer in multiple scattering and emitting layered media // Applied Optics. 1988. Vol. 27. Issue 12. P. 2502–2509.