Том 21, номер 02, статья № 1

Аннотация:

Представлена модель переноса солнечного излучения в различных атмосферных условиях, в том числе пространственно-неоднородной и стохастической облачности. Описаны статистические алгоритмы расчета потоков и полей яркости в плоскопараллельной детерминированной модели атмосферы. Приведены результаты сравнения расчетов радиационных характеристик в пространственно-неоднородных облаках, выполненные в рамках международного проекта "Intercomparison of 3D Radiation Codes". Описаны реализован-ные в модели подходы к учету молекулярного поглощения - на основе функции пропускания и через вероятность выживания кванта.

Список литературы:

1. Barker H., Stephens G.L., Partain P.T., Bergman J.W., Bonnel B., Kampana K., Clothiaux E.E., Clough S., Cusack S., Delamere J., Edwards J., Evans K.F., Fouquart Y., Freidenreich S., Galin V., Hou Y., Kato S., Li J., Mlawer E., Morcrette J.-J., O'Hirok W., Raisanen P., Ramaswamy V., Ritter B., Rozanov E., Schlesinger M., Shibata K., Sporyshev P., Sun Z., Wendisch M., Wood N., Yang F. Assessing 1D atmospheric solar radiative transfer models: Interpretation and handling of unresolved clouds // J. Climate. 2003. V. 16. N 16. P. 2676-2699.
2. Clough S.A., Shephard M.W., Mlawer E.J., Delamere J.S., Iacono M.J., Cady-Pereira K., Boukabara S., Brown P.D. Atmospheric radiative transfer modeling: a summary of the AER codes // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2005. V. 91. N 2. P. 233-244.
3. Halthore R.N., Crisp D., Schwartz S., Anderson G.P., Berk A., Bonnel B., Boucher O., Chang F.-L., Chou M.-D., Clothiaux E., Dubuisson P., Fomin B., Fouquart Y., Freidenreich S., Gautier C., Kato S., Laszlo I., Li Z., Mather J. H., Plana-Fattor A., Ra-maswamy V., Ricchiazzi P., Shiren Y., Trishchenko A., Wiscombe W. Intercomparison of shortwave radiative transfer codes and measurements // J. Geophys. Res. 2005. V. 110. D11206, doi:10.1029/2004JD005293.
4. Cahalan R., Oreopoulos L., Marshak A., Evans K.F., Davis A., Pincus R., Yetzer K., Mayer B., Davies R., Ackerman T., Barker H., Clothiaux E., Ellingson R., Garay M., Kassianov E., Kinne S., Macke A., O'Hirok W., Partain P., Prigarin S., Rublev A., Stephens G., Takara E., Varnai T., Wen G., Zhuravleva T. The International Intercomparison of 3D Radiation Codes (I3RC): Bringing together the most advanced radiative transfer tools for cloudy atmospheres // Bull. of Amer. Meteorol. Soc. 2005. V. 86. N 9. P. 1275-1293.
5. Зуев В.Е., Титов Г.А. Оптика атмосферы и климат. Томск: Изд-во "Спектр" ИОА СО РАН, 1996. 271 с.
6. Lane-Veron D., Somerville R. Stochastic theory of radiative transfer through generalized clouds fields // J. Geophys. Res. 2004. V. 109. D18113, doi: 10.1029/ 2004JD004524.
7. Афонин С.В., Белов В.В., Макушкина И.Ю. Моделирование восходящего потока рассеянного аэрозолем теплового излучения. Часть 1. Интенсивность потока // Оптика атмосф. и океана. 1994. Т. 7. № 6. С. 797-826.
8. Зуев В.Е., Белов В.В., Веретенников В.В. Теория систем в оптике дисперсных сред. Томск: Изд-во "Спектр" ИОА СО РАН, 1997. 402 с.
9. Белов В.В., Афонин С.В. От физических основ, теории и моделирования к тематической обработке спутниковых изображений. Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2005. 266 с.
10. Креков Г.М. Метод Монте-Карло в проблемах атмосферной оптики // Оптика атмосф. и океана. 2007. Т. 20. № 9. С. 826-836.
11. Марчук Г.И., Михайлов Г.А., Назаралиев М.А., Дарбинян Р.А., Каргин Б.А., Елепов Б.С. Метод Монте-Карло в атмосферной оптике. Новосибирск: Наука, 1976. 280 с.
12. Ермаков С.М., Михайлов Г.А. Статистическое моделирование. М.: Наука, 1982. 296 с.
13. Каргин Б.А. Статистическое моделирование поля солнечной радиации в атмосфере. Новосибирск: ВЦ СО АН СССР, 1984. 206 с.
14. Marshak A., Davis A., eds. Radiative Transfer in cloudy atmosphere. Springer-Verlag, 2005. 701 p.
15. Назаралиев М.А. Статистическое моделирование радиационных процессов в атмосфере. Новосибирск: Наука, 1990. 227 с.
16. A preliminary cloudless standart atmosphere for radiation computation. World Climate Research Programme. WCP-112, WMO/TD № 24. 1986. 60 p.
17. Кондратьев К.Я., Поздняков Д.В. Аэрозольные модели атмосферы. М.: Наука, 1981. 103 с.
18. Зуев В.Е., Креков Г.М. Оптические модели атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 256 с.
19. d'Almeida G.A., Koepke P., Shettle E. Atmospheric Aerosols: Global Climatology and radiative characteristics. A Deepak Publishing, Hampton, Virginia, 1991. 420 p.
20. Hess M., Koepke P., Schult I. Optical properties of aerosols and clouds: The software package OPAC // Bull. Amer. Meteorol. Soc. 1998. V. 79. N 5. P. 831-844.
21. Kneizys F.X., Robertson D.S., Abreu L.W., Acharya P., Anderson G.P., Rothman L.S., Chetwynd J.H., Selby J.E.A., Shetle E.P., Gallery W.O., Berk A., Clough S.A., Bernstein L.S. The MODTRAN 2/3 report and LOWTRAN 7 model. Phillips Laboratory. Geophys. Directorate. Hanscom AFB, MA 01731-3010. 1996. 260 p.
22. Дейрменджан Д. Рассеяние электромагнитного излучения сферическими полидисперсными частицами. М.: Мир, 1971. 298 с.
23. Соболев В.В. Рассеяние света в атмосферах планет. М.: Наука, 1972. 335 с.
24. Пригарин С.М. Основы статистического моделирования переноса оптического излучения: Уч. пособие. Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та, 2001. 82 с.
25. Ленобль Ж. Перенос радиации в рассеивающих и поглощающих атмосферах. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 264 с.
26. Morcrette J.-J., Fouquart Y. The overlapping of cloud layers in shortwave radiation parameterizations // J. Atmos. Sci. 1986. V. 43. N 4. P. 321-328.
27. Галин В.Я. Схема учета в разорванной облачности в атмосферной модели ИВМ РАН // Оптика атмосф. и океана. 1999. Т. 12. № 3. С. 246-250.
28. Browning K.A. The GEWEX Cloud System Study (GCSS) // Bull. Amer. Meteorol. Soc. 1993. V. 74. N 3. P. 387-399.
29. Moeng C.-H., Cotton W., Bretherton C., Chlond A., Khairoutdinov M., Krueger S., Lewellen W., Mac-Vean M., Pasquier J., Rand H., Siebesma A., Stevens B., Sykes R. Simulation of a stratocumulus-topped Planetary Boundary Layer: Intercomparison among Different Numerical Codes // Bull. Amer. Meteorol. Soc. 1996. V. 77. N 2. P. 261-278.
30. Bretherton C., MacVean M., Bechtold P., Chlond A., Cotton W., Cuxart J., Cuijpers H., Khairoutdinov M., Kosovic B., Lewellen D., Moeng C.-H., Siebesma P., Stevens B., Stevens D., Sykes I., Wyant M. An Intercomparison radiatively-driven entrainment and turbulence in a smoke cloud as simulated by different numerical models // Quart. J. Roy. Meteorol. Soc. 1999. V. 125. N 554. P. 391-423.
31. Siebesma A., Bretherton C., Brown A., Chlond A., Cuxart J., Duynkerke P., Jiang H., Khairoutdinov M., Lewellen D., Moeng C.-H., Sanchez E., Stevens B., Stevens D. A large eddy simulations intercomparison study of shallow cumulus convection // J. Atmos. Sci. 2003. V. 60. N 10. P. 1201-1219.
32. Stevens B., Moeng C.-H., Ackerman A., Bretherton C., Chlond A., de Roode S., Edwards J., Golaz J.-C., Jiang H., Khairoutdinov M., Kirkpatrick M., Lewellen D., Lock A., Muller F., Stevens D., Whelan E., Zhu P. Evaluation of large-eddy simulations via observations of nocturnal marine stratocumulus // Mon. Weather Rev. 2005. V. 133. N 6. P. 1443-1462, doi:10.1175/MWR2930.1.
33. Evans K.F. The spherical harmonic discrete ordinate method for three-dimensional atmospheric radiative transfer // J. Atmos. Sci. 1998. V. 55. N 3. P. 429-446.
34. Nikolaeva O.V., Bass L.P., Germogenova T.A., Kokhanovsky A.A., Kuznetsov V.S., Mayer B. The Influence of neighbouring clouds on the clear sky reflectance studied with the 3-D transport code RADUGA // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2005. V. 94. N 3-4. P. 405-424.
35. Zhuravleva T.B. I3RC Monte-Carlo model: Phase I // Abstracts of the First and Second International Workshops on the Intercomparison of Three-dimensional Radiation Codes. Tucson, Arizona. November, 2000. P. 9-13.
36. Zhuravleva T.B. I3RC Monte-Carlo model: Phase II // Abstracts of the First and Second International Workshops on the Intercomparison of Three-dimensional Radiation Codes. Tucson, Arizona. November 2000. P. 104-105.
37. Mayer B. I3RC phase 1 results from MYSTIC Monte Carlo model // Abstracts of the First and Second International Workshops on the Intercomparison of Three-dimensional Radiation Codes. Tucson, Arizona. November, 2000. P. 49-54.
38. Cess R., Zhang M., Potter G., Alekseev V., Barker H., Bony S., Colman R., Dazlich D., Del Genio A., Deque M., Dix M., Dymnikov V., Esch M., Fowler L., Fraser J., Galin V., Gates W., Hack J., Ingram W., Kiehl J., Kim Y., Le Treut H., Liang X.-Z., McAvaney B., Meleshko V., Morcrette J., Randall D., Roeckner E., Schelesinger M., Sporyshev P., Taylor K., Timbal B., Volodin E., Wang W., Wang W.C., Wetherald R. Comparison of the seasonal change in cloud-radiative forcing from atmospheric general circulation models and satellite observations // J. Geophys. Res. D. 1997. V. 102. N 14. P. 16593-16603.
39. Фейгельсон Е.М., Краснокутская Л.Д. Потоки солнечного излучения и облака. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 157 с.
40. Голубицкий Б.М., Москаленко Н.И. Функции спектрального пропускания в полосах паров H₂O и CO₂ // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1968. Т. IV. № 3. C. 346-359.
41. Москаленко Н.И. Функции спектрального пропускания в полосах паров H₂O, O₃, N₂O и N₂ // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1969. Т. V. № 11. C. 1179-1190.
42. Филиппов В.Л. Некоторые результаты численного эксперимента к обоснованию выбора параметров функций пропускания атмосферных газов при неразрешенной структуре спектра // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1973. Т. IX. № 7. C. 774-775.
43. Goody R., West R., Chen L., Crisp D. The correlated-k-method for radiation calculations in nonhomogeneous atmospheres // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 1989. V. 42. N 6. P. 539-550.
44. Fu Q., Liou K.N. On the correlated k-distribution method for radiative transfer in nonhomogeneous atmospheres // J. Atmos. Sci. 1992. V. 49. N 22. P. 2139-2156.
45. Фирсов К.М., Чеснокова Т.Ю., Белов В.В., Серебренников А.Б., Пономарев Ю.Н. Ряды экспонент в расчетах переноса излучения методом Монте-Карло в пространственно неоднородных аэрозольно-газовых средах // Вычисл. технол. 2002. Т. 7. № 5. С. 77-87.
46. Журавлева Т.Б., Насретдинов И.М., Сакерин С.М., Фирсов К.М., Чеснокова Т.Ю. Численное моделирование угловой структуры яркости неба вблизи горизонта при наблюдении с Земли. Часть II: Аэрозольногазовая атмосфера. // Оптика атмосф. и океана. 2003. Т. 16. № 12. С. 1065-1074.
47. Журавлева Т.Б., Фирсов К.М. Алгоритмы расчетов спектральных потоков солнечной радиации в облачной и безоблачной атмосфере // Оптика атмосф. и океана. 2004. Т. 17. № 11. С. 903-911.
48. Журавлева Т.Б., Фирсов К.М. Об изменчивости радиационных характеристик при вариациях водяного пара в атмосфере в полосе 940 нм: результаты численного моделирования // Оптика атмосф. и океана 2005. Т. 18. № 9. C. 777-784.
49. Насртдинов И.М., Журавлева Т.Б., Сакерин С.М. Яркость безоблачного неба вблизи горизонта: малопараметрические модели и сравнение с экспериментом // Оптика атмосф. и океана. 2006. Т. 19. № 10. С. 894-900.
50. O'Hirok W., Gauttier C. A three-dimensional radiative transfer model to investigate the solar radiation with a cloudy atmosphere. Part I: Spatial effects // J. Atmos. Sci. 1998. V. 55. N 12. P. 2162-2179.
51. Журавлева Т.Б., Насртдинов И.М., Сакерин С.М. Численное моделирование угловой структуры яркости неба вблизи горизонта при наблюдении с Земли. Часть I: Аэрозольная атмосфера // Оптика атмосф. и океана. 2003. Т. 16. № 5-6. С. 537-545.