Том 24, номер 03, статья № 6

Бурнашов А. В., Кустова Н. В. Рассеяние света преимущественно ориентированными ледяными кристаллами. I.Гексагональные пластинки. // Оптика атмосферы и океана. 2011. Т. 24. № 03. С. 199-204.    PDF
Скопировать ссылку в буфер обмена

Аннотация:

Проанализированы энергетические характеристики света, рассеянного на преимущественно ориентированных гексагональных ледяных пластинках. Рассмотрены параметры формы кристалла F= 0,1; 0,2; 0,3; 0,4, углы падения q0 брались в интервале 0-90°, максимальное значение угла отклонения от горизонтальной плоскости составляло 5° для нормального и равномерного законов распределения. Таким образом, вне зависимости от значений q0, нормального или равномерного законов распределения при указанных значениях F между паргелическим и субпаргелическим кругами перераспределяется около 87-100% рассеянной энергии. В некоторых диапазонах угла падения достаточно учитывать небольшое число внутренних столкновений падающего излучения с гранями кристалла при условии его рассеяния более 90%, что сокращает на порядок время расчета. Существуют параметры моделирования, при которых для тонких пластинок необходимо учитывать более 6 стандартно принятых внутренних столкновений в связи с появлением многократного полного внутреннего отражения излучения от гексагонов и увеличением их доли в рассеянной энергии.

Ключевые слова:

перистые облака, рассеяние света, преимущественная ориентация, гало

Список литературы:

1. Ромашов Д.Н. Рассеяние света гексагональными ледяными кристаллами // Оптика атмосф. и океана. 2001. Т. 14, № 2. С. 116-124.
2. Liou K.N., Takano Y., Yang P. Light scattering and radiative transfer in ice crystal clouds: Applications to climate research // M.I. Mishchenko, J.W. Hovenier, L.D. Travis, editors. Light scattering by nonspherical particles: Theory, measurements, and applications. San Diego: Acad. Press, 2000. P. 417-449.
3. Takano Y., Liou K.N. Solar radiative transfer in cirrus clouds. Part 1: Single scattering and optical properties of hexagonal ice crystals // J. Atmos. Sci. 1989. V. 46, N 1. P. 3-19.
4. Muinonen K., Lumme K., Peltoniemi J., Irwine W.M. Light scattering by randomly oriented crystals // Appl. Opt. 1989. V. 28, N 15. P. 3051-3060.
5. Borovoi A.G., Grishin I.A. Scattering matrices for large ice crystal particles // J. Opt. Soc. Amer. A. 2003. V. 20, N 11. P. 2071-2080.
6. Noel V., Ledanois G., Chepfer H., Flamant P.H. Computation of a single-scattering matrix for nonspherical particles randomly or horizontally oriented in space // Appl. Opt. 2001. V. 4, N 24. P. 4365-4375.
7. Бурнашов А.В., Боровой А.Г. Рассеяние света горизонтально ориентированными столбиками // Оптика атмосф. и океана. 2008. Т. 21, № 11. С. 922-930.
8. Кауль Б.В., Самохвалов И.В. Трансформация матриц обратного рассеяния света кристаллических облаков при изменении зенитного угла зондирования // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 5. С. 405-411.
9. Kaul B.V., Samokhvalov I.V., Volkov S.N. Investigating particle orientation in cirrus clouds by measuring back scattering phase matrix with lidar // Appl. Opt. 2004. V. 43, N 36. P. 6620-6628.
10. Галилейский В.П., Кауль Б.В., Матвиенко Г.Г., Морозов А.М. Угловая структура интенсивности света вблизи углов зеркального отражения от граней кристаллических частиц льда // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 7. С. 643-649.
11. Noel V., Sassen K. Study of ice crystals orientation in ice clouds based on polarized observations from the fars scanning lidar // 22th Int. Laser Radar Conference (ILRC 2004). ESA: Matera, Italy, 2004. P. 309-312.
12. Noel V., Chepfer H. Study of ice crystals orientation in cirrus clouds based on satellite polarized radiance measurements // J. Amer. Meteorol. Soc. 2004. V. 61, N 16. P. 2073-2081.
13. ftp://ftp.iao.ru/pub/GWDT/
14. Матвиенко Г.Г., Банах В.А., Бобровников С.М., Бурлаков В.Д., Веретенников В.В., Кауль Б.В., Креков Г.М., Маричев В.Н. Развития технологий лазерного зондирования атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 10. С. 915-930.
15. Бурнашов А.В., Боровой А.Г. Рассеяние света горизонтально ориентированными ледяными пластинками. I. Интенсивность рассеянного света // Оптика атмосф. и океана. 2007. Т. 20, № 7. С. 583-592.
16. Ромашов Д.Н., Кауль Б.В., Самохвалов И.В. Банк данных для интерпретации результатов поляризационного зондирования кристаллических облаков // Оптика атмосф. и океана. 2000. Т. 13, № 9. С. 854-861.
17. http://www.lrz.de/ uh234an/www/mitarb/mhess.html
18. http://www.ssec.wisc.edu/ baum/projects.html
19. Мардиа К. Статистический анализ угловых наблюдений. М.: Наука, 1978. 239 с.
20. Platt C.M.R., Abshire N.L., McNice G.T. Some microphysical properties of an ice cloud from lidar observation // J. Appl. Meteorol. 1978. V. 17, N 8. P. 1220-1224.
21. Sassen K. Remote sensing of planar ice crystals fall altitude // J. Meteorol. Soc. Japan. 1980. V. 58, N 5. P. 422-433.
22. Thomas L., Kartwrite J.C., Wareing D.P. Lidar observations of the horizontal orientation of ice crystals in cirrus clouds // Tellus. B. 1990. V. 42, N 2. P. 211-216.
23. Бурнашов А.В., Боровой А.Г. Рассеяние света горизонтально ориентированными ледяными пластинками. II. Матрица рассеяния // Оптика атмосф. и океана. 2007. Т. 20, № 11. С. 966-972. 24. http://tccon.caltech.edu/