Метод расчета потоков солнечного излучения в атмосфере с учетом процесса взаимодействия радиации и облачности

• Автор: Шатунова, Марина Владимировна
• Шифр специальности: 25.00.30
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 153 с. : ил

1 лава 1. Методы расчета потоков солнечного излучения в гидродинамических моделях атмосферы
1.1 Роль механизма взаимодействия радиации и облачности в задаче моделирования атмосферных процессов и анализ используемых методов
1.2 Основные процессы, влияющие на перенос солнечного излучения в безоблачной атмосфере
1.3 Методы описания поглощения атмосферными газами в радиационных алгоритмах.
1.3.1 Основные влияющие атмосферные газы, учитываемые в моделях прогноза погоды и климата.
1.3.2 Поглощение солнечного излучения водяным паром и углекислым газом.
1.3.3 Поглощение солнечного излучения озоном.
1.3.4 Поглощение солнечного излучения кислородом.
1.4 Методы расчета потоков солнечного излучения в атмосфере
1.4.1 Метод расчета потоков, основанный на использовании интегральной функции пропускания. Приближенный учет рассеяния излучения, функция рассеяния
1.4.2 Уравнение переноса излучения в атмосфере.
1.4.3 Преобразование уравнения переноса к двухпотоковому виду
Глава 2. Алгоритм расчета потоков солнечного излучении в безоблачной атмосфере, основанный на решении уравнения переноса
2.1 Решение системы дифференциальных уравнений для потоков излучения.
2.2 Расчет оптических характеристик слоев безоблачной атмосферы
2.3 Сравнение с полинейными расчетами
Глава 3. Метод расчета потоков солнечного излучения в облачной атмосфере с учетом микрофизических параметров облаков разного фазового состава.
3.1 Метод определения оптических свойств слоя атмосферы, содержащего облака.
3.2 Преобразование оптических параметров облака с использованием 6 функции для трансформации индикатрисы рассеяния
3.3 Микрофизические характеристики облаков и их применение для расчета потоков солнечного излучения.











3.3.1 Микрофизичеекие характеристики облаков но данным наблюдений.
3.3.2 Использование результатов модели преобразования влаги для определения радиационных характеристик облаков и атмосферы.
3.4 Исследование зависимости оптических свойств облаков и радиационных характеристик атмосферы от микрофизических параметров облачности. Численные эксперименты
3.4.1 Зависимость альбедо и пропускания облаков от водности и эффективного радиуса частиц.
3.4.2 Зависимость потоков солнечного излучения в атмосфере от микрофизических параметров облачности
3.4.3 Влияние кристаллических облаков на потоки излучения.
Глава 4. Влияние методов расчета количества крупномасштабной облачности
и методов описания взаимодействия радиации и облачности на оптические
свойства облаков, потоки излучения и температуру поверхности
4.1 Зависимость потоков излучения от методов расчета количества крупномасштабной облачности и ее вертикальной структуры
4.2 Зависимость оптических свойств облаков и радиационного баланса на подстилающей поверхности от методов параметризации взаимодействия радиации и облачности.
4.3 Влияние методов описания взаимодействия радиации и облачности на радиационные характеристики атмосферы
4.4 Применение разработанного алгоритма в модели Почва растительность приземный слой атмосферы для исследования влияния методов параметризации взаимодействия радиации и облачности на темперагуру подстилающей поверхности
4.5 Эксперимент но включению разработанного алгоритма расчета потоков солнечного излучения в мезомасштабную модель прогноза погоды.
Заключение
Список использованных источников


Показано также, что чем больше водность и чем меньше размер частиц облака, тем интенсивнее нагревание облака. Б связи с этим правильное описание нагревания облачных слоев с учетом основных влияющих факторов представляется весьма существенным для решения многих задач моделирования атмосферных процессов, как локальных, так и крупномасштабных. Выполнены эксперименты по применению нового алгоритма расчета потоков солнечного излучения в атмосфере к мезомасштабной модели атмосферы, разработанной Д. Я.Прсссманом. В первых экспериментах по прогнозу температуры подстилающей поверхности и атмосферы, проведенных совместно с автором модели, оказалось, что температура поверхности суши для Московского региона но характеру поля и величинам оказалась близка к результатам исходного варианта модели, в котором для расчета потоков солнечного излучения был использован метод Е. М.Фейгельсон. Максимальные различия температуры подстилающей поверхности и температуры воздуха на высоте м составили 2 2. Одной из причин этого уменьшения температуры может быть приближенно заданная величина эффективного радиуса частиц облака, необходимого в новом алгоритме, который не рассчитывается в рамках мезомасштабной модели. Этот вопрос требует дополнительного анализа. Эксперименты показали работоспособность нового алгоритма расчета потоков солнечного излучения с учетом взаимодействия радиации и облачности и возможность его применения в гидродинамических моделях атмосферы. В заключении кратко сформулированы основные результаты, полученные в диссертационной работе.