Теоретические и экспериментальные исследования оптических характеристик растительности методом Монте-Карло и дистанционными методами на примере ели

• Автор: Каневский, Валерий Александрович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 108 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава I. Математическое моделирование радиационного режима растительного покрова на основе модели мутного слоя.
Глава 2. Методы МонтеКарло и математическое моделирование радиационного режима растительного покрова.

2.1. Общие вопросы теории методов МонтеКарло в задачах переноса излучения.

2.2. Применение методов МонтеКарло для расчета радиационного режима растительного покрова.
Глава 3. Математическое моделирование радиационного режима хвойного дерева методом МонтеКарло.

3.1. Модель хвойного дерева.

3.2. Структура модели и выбор параметров

3.3. Субмодель взаимодействия фотона с отдельным ярусом ели.

3.4 Расчет радиационного режима каркаса ели.

3.5 Радиационный режим всей ели.
Глава 4. Исследование влияния геометрических параметров кроны ели на ее радиационный режим
Глава 5. Экспериментальные исследования индикатрис рассеяния елей с помощью дистанционных методов.
з
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Создание математической модели взаимодействия солнечной радиации с кроной хвойного дерева, которая моделируется набором рассеивающих фитоэлементов конечных размеров, дискретно размещенных в объеме кроны. Исследование влияния геометрических параметров кроны на ее радиационный решил общий баланс фотонов, индикатрису рассеяния, функцию распределения числа фотонов по кратности рассеяния и так далее. Исследование зависимости между условиями освещенности и угловой структурой коэффициента спектральной яркости КСЯ кроны. Изучение особенностей механизма переноса радиации внутри кроны, связанных с конечностью размеров рассеивающих фитоэлементов. Проведение серии самолетных и наземных экспериментов по проверке результатов исследования радиационного решила кроны хвойного дерева с помощью математической модели. Разработка практических рекомендаций для дальнейших теоретических исследований процесса взаимодействия солнечной радиации с РП. Разработка рекомендаций к методике дистанционного зондирования растительности и интерпретации изображений РП, полученных с помощью аэрокосмических средств. Научная новизна работы. Впервые применен метод статистического моделирования метод МонтеКарло для расчета радиационного режима крон хвойных деревьев. КСЯ в малой области углов обратного блеска и архитектоникой кроны. Определена количественная мера эффективности использования кроной фотонов солнечной радиации, основанная на функции распределения числа фотонов по кратности рассеяния. Получены экспериментальные данные, показывающие перспективность использования лазерных методов зондирования растительности для изучения архитектоники РП. Практическая ценность работы. Даны рекомендации к методике дистанционного зондирования и интерпретации аэрокосмических изображений растительности. Созданы теоретические и практические предпосылки для развития лазерных методов дистанционного исследования архитектоники РП. Создание количественной теории переноса радиации в РП усложняется тем обстоятельством, что РП обладает сложной дискретной геометрической структурой архитектоникой, не имеющей аналогов в известных физических задачах переноса излучения в жидких, газообразных и твердых средах. Поэтому в качестве первого приближения Шифрин выдвинул идею применения теории переноса радиации в мутной среде для описания потоков радиации в РП подобно тому, как это делается в астрофизике и физике атмосферы Шифрин, . В этом случае РП рассматривается как мутная среда, но изза того, что фитоэлементы РП являются листьями конечных размеров, мы не имеем права автоматически переносить математический аппарат, разработанный для описания переноса радиации в мутной среде на РП. Развитие идей Шифрина позволило Россу и его сотрудникам выдвинуть уточненную и обобщенную модель РП как мутной среды, согласно которой РП представляется пластинчатой мутной анизотропной средой, статистически горизонтально однородной Росс, . В этой модели фитоэлементы представляют собой маленькие кусочки поверхности листьев, стеблей и других наземных органов растений, размещенных случайно в горизонтальных слоях и ориентированных в пространстве по заданному статистическому закону. Г , что подчеркивает оптическую анизотропию пластинчатой среды. Предполагается, что все функции, входящие в уравнение переноса I, являются непрерывными по входящим в них переменным. Это предположение является одним из самых слабых мест модели. Экспериментальные данные говорят об обратном скачкообразное и нерегулярное изменение функций иРъ Рпщ изменении координаты Р Отсюда можно сделать вывод о том, что эти функции являются статистически случайными величинами. Но если мы в качестве первого приближения попробуем пренебречь статистическим характером и оперировать осредненными величинами, то учитывая тот факт, что лучистая энергия Солнца падает на РП в основном сверху и наибольшие изменения радиации происходят в вертикальных направлениях, наиболее правильно будет провести осреднение в горизонтальной плоскости ХУ В этом случае, входящие в уравнение переноса функции, зависят только от вертикальной координаты 2 .