Модели аэрозоля и поля рассеянного излучения в задачах дистанционного зондирования атмосферы

• Автор: Васильев, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 25.00.29
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 398 с. : ил.

1. Теоретические основы моделирования поля рассеянного излучения в атмосфере

1.1 .Поле излучения и модель измерительного прибора.

I .Моделирование переноса излучения в атмосфере

1.3.Рассеяние излучения в атмосфере и методы его моделирования

1 АОптические характеристики атмосферы и поверхности как исходные

данные моделей полей излучения

1.5. Учет поверхности в моделях переноса излучения в атмосфере

1.6. Моделирование поля рассеянного солнечного излучения методом МонтеКарло.

2.Комплекс моделей оптических измерений в атмосфере

2.1 .Задача создания комплекса моделей

2.2.Кусочнолинейная аппроксимация вертикальных профилей атмосферных параметров.

2.3.Модель поля рассеянного солнечного излучения в безоблачной атмосфере
2.4.Модели поля солнечного излучения для облаков различных форм
2.5.Модель поля равновесного теплового излучения с учетом рассеяния и поляризации
2.6.Проблсма частотного интегрирования моделирование измерений реальными приборами
2.7.Компыотериый код моделирования оптических измерений в сферической рассеивающей атмосфере и его применение
3.Общие модели генерации оптических характеристик атмосферных аэрозолей
по их микрофизическим параметрам
ЗЛ.Микрофизические и оптические аэрозольные модели. Задачи генерации моделей
3.2.Модель однородной сферической частицы.
3.3.Ансамбли однородных сферических частиц
ЗАМодель двухслойной сферической частицы с однородными ядром и
оболочкой.
3.5.Феноменологическая теория образования ансамблей двухслойных

сферических аэрозольных частиц с однородными ядром и оболочкой
3.6.Модели ансамблей двухслойных сферических частиц с однородными ядром и оболочкой
3.7.Примснснис модели двухслойных частиц к проблеме избыточного поглощения в облаках.
4.Методика генерации статистических оптических аэрозольных моделей и ее приложения.
4.1.Необходимость моделирования изменчивости оптических характеристик атмосферных аэрозолей
4.2.Методика генерации статистических оптических аэрозольных моделей.
4.3.Статистическая модель стратосферного аэрозоля.
4.4.Статистическая модель аэрозоля для района Ладожского озера.
4.5.Статистическая модель аэрозолей приземного слоя
5.Мстоды решения задач параметризации аэрозольных моделей.
Параметрические аэрозольные модели
5.1.Необходимость параметризации аэрозольных оптических характеристик.
Методы, приемы и примеры параметризации
5.2.Методы параметризации индикатрисы рассеяния как функции угла. Аналитическая параметризация.
5.3.Двухпараметрическая эмпирическая модель индикатрисы рассеяния
5.4.Микрофизичсская параметрическая модель аэрозольной индикатрисы рассеяния.
5.5.Метод параметризации оптических характеристик аэрозолей при доминировании в их составе определенного вещества
Заключение
Приложение I. Алгоритмы и формулы расчета производных от характеристик поля излучения по параметрам атмосферы и поверхности.
П1.1.Общие особенности дифференцирования характеристик поля излучения
П 1.2.Производные от моделируемых величин.
П 1.3.Производные в методе МонтеКарло.
Приложение 2. Функции распределения аэрозольных частиц но размерам и их
математические свойства.
Литература


В видимом диапазоне источниками излучения для дистанционной рефрактометрии являются Солнце, Луна, звезды см. В последнее время активно развиваются методы дистанционной рефрактометрии в сантиметровом радиодиапазоне, где в качестве источников излучения используются спутники глобальной навигационной сети см. Вернемся, однако, к расчету интенсивности излучения. Во многих прикладных задачах можно пренебречь изменениями интенсивности, вызванными непостоянством , по сравнению с ее изменениями, вызванными ослаблением и собственным излучением атмосферы. В таком случае вместо уравнения переноса излучения с учетом рефракции 1. Единственным отличием, вносимым в них рефракцией, является то, что трасса излучения становится криволинейной и дифференциал ее длины определяется формулой 1. Пусть излучение дошло от исходной точки ,9 до некоторой высоты г. Тогда длина трассы излучения согласно формуле 1. Л, дЯ г гь2 п2 хь эш2. Ь где у2 1, если трасса прошла точку Л0, и Дг 0 в противном случае. При практическом интегрировании в 1. Л0,Аг 2Л А0ДгД2 . Выражение 1. В качестве переменной интегрирования в формулах расчета интенсивности 1. При последовательном увеличении , задаваемом используемой квадратурной формулой, высота х находится из выражения 1. Для его решения автором диссертации предлагается итерационный метод, причем в качестве нулевого приближения используется значение х без учета рефракции, получаемое с использованием первой из формул 1. Х Ж. Щх. Л0,Д 2агссо8
. Таким образом, соотношения 1.