Параметризация функций пропускания в широких спектральных интервалах для задач переноса коротковолнового излучения в атмосфере

• Автор: Воронина, Юлия Викторовна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 120 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Спектроскопическая информация, использующаяся в задачах вычисления переноса коротковолнового излучения
1.1. Общая характеристика спектров пропускания атмосферы в ультрафиолетовом и коротковолновом диапазонах
1.1.1. Прямой метод расчета line-by-line
1.1.2. Базы данных по параметрам линий и сечениям поглощения
1.1.3. Континуальное поглощение
1.2. Метеорологические модели
1.2.1. Среднезональные и региональные модели
1.2.2. Общее содержание озона над Томским регионом по данным спутникового зондирования
1.2.3. Вертикальные профили температуры, давления и общего содержания паров воды для Томского региона
1.3. Изменчивость функций пропускания, обусловленная вариациями температуры
Выводы
Глава 2. Перенос коротковолнового солнечного излучения в полосах поглощения молекулярных газов
2.1. Метод рядов экспонент
2.1.2. Применение рядов экспонент при моделировании широкополосных потоков солнечного излучения в атмосфере Земли
2.2. Учет перекрывания полос поглощения
2.3. Учет спектральной зависимости альбедо подстилающей поверхности Земли при расчете радиационных характеристик
Выводы

Глава 3. Методы параметризации широкополосных функций
пропускания в задачах зондирования газового и аэрозольного состава
атмосферы фильтровыми спектрофотометрами
3.1. Характеристики фотометра
3.2. Методы параметризации функций пропускания
3.2.1. Модели полос и полуэмпирические модели
3.2.2. Зависимость функции пропускания от поглощающей массы
3.3. Быстрый метод счета функций пропускания
3.4. Методика калибровки фотометра и восстановление ОС водяного пара по данным измерений спектрофотометром БР-4т
Выводы
Заключение
Список использованной литературы

Введение
Атмосферные радиационные процессы играют важную роль в формировании климата Земли. Заметное влияние на протекание многих физических и химических процессов в атмосфере, на природу и климат планеты в целом оказывают оптически активные компоненты атмосферы (такие как Н20, 03, С02). Температура Земли медленно, но неуклонно продолжает расти. Так, сотрудники организации ТЧОАА (Национальная администрация по океану и атмосфере США), проведя необходимые замеры, установили, что 2007 г. был самым теплым за более чем вековую историю наблюдений: среднегодовая температура на 0,55°С превышала показатели, фиксировавшиеся с 1900 года [1].
Среди различных факторов, вызвавших это изменение температуры, значительную роль играют парниковые газы и аэрозоли. Водяной пар -главный на сегодня парниковый газ, его вклад в парниковый эффект земной атмосферы составляет сейчас примерно 20,6°С [2]. При увеличении температуры увеличивается и испарение водяного пара, и на каждые 10°С возможное содержание водяного пара в воздухе почти удваивается [3]. Рост содержания в атмосфере углекислого газа рассматривается сейчас как главный фактор происходящего потепления климата [4]. В настоящее время его вклад в общий парниковый эффект земной атмосферы составляет около 7 °С [2], но при этом быстро растет, соответственно росту содержания С02 в атмосфере (на 30% за последние два столетия, причем заметно ускоряясь в последние десятилетия).
Поэтому мониторинг газового состава атмосферы и создание качественных моделей, описывающих перенос радиации в атмосфере, являются в настоящее время актуальными задачами.

г. Томска для указанного периода. Из рис. 10 видно, что в среднем ОСО изменяется от 250 до 450 единиц Добсона (Д.Е.), причем максимальное значение ОС озона наблюдается весной. В среднем для зимы значение ОСО -380 Д. Е., для весны - 390 Д. Е., для лета - 330 Д. Е., для осени - 300 Д. Е. Из рис.11 видно, что отклонение от среднего значения ОСО ± 50 Д. Е.
На рис. 12 показана гистограмма распределения ОС озона за указанный период. Среднее значения ОС озона для г.Томска составляет 350.36 Д.Е.
200-
ОСО (вычисленное)
— — усредненное по 30 дням ОСО

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
дни с 2000-2004 гг.
Рис 10. Общее содержание озона для г. Томска с 2000-2004 гг.
150-
отклонение от средного значения
линейная подгонка

100-

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
дни с 2000-2004 гг.
Рис. 11. Отклонение от среднего значения ОСО с 2000-2004 г.