Том 12, номер 10, статья № 4

Титов Г. А., Касьянов Е. И. Радиационные эффекты неоднородных облаков. // Оптика атмосферы и океана. 1999. Т. 12. № 10. С. 911-921.    PDF
Скопировать ссылку в буфер обмена

Аннотация:

Дан обзор состояния и возможных путей развития теории переноса излучения в неоднородных облаках. Значительное внимание уделено актуальным проблемам оптики атмосферы. Показано, что при разработке радиационных параметризаций и решении задач дистанционного зондирования необходимо учитывать стохастическую геометрию и неоднородную структуру облаков.

Список литературы:

  1. Mikhailov G.A. Asymptotic behavior of the moments of the distribution of the solution of the equation of radiation transfer in stochastic medium // Izvestia. Atmospheric and Oceanic Physics. 1984. V. 20. N 1. P. 12–17.
  2. Adams M.L., Larsen E.W., and Pomraning G.C. Benchmark results for particle transport in a binary Markov statistical medium //J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. № 1989. V. 42. P. 253–266.
  3. Davies A., Gabriel P., Lovejoy S., Schertzer D., and Austin G.L. Discrete angle radiative transfer. Part III: Numerical results and atmospheric applications // J. Geophys. Res. 1990. V. 95. P. 11729–11742.
  4. Evans K.F. A general solution for stochastic radiative transfer // Geophys. Res. Let. 1993. V. 20. P. 2075–2078.
  5. Gabriel P., and Evans K.F. Simple radiative transfer methods for calculating domain-averaged solar fluxes in inhomogeneous clouds // J. Atmos. Sci. 1996. V. 53. P. 858–877.
  6. Gabriel P., Lovejoy S., Davies A., Schertzer D., and Austin G.L. Discrete angle radiative transfer. Part II: Renormalization approach for homogeneous and fractal clouds// J. Geophys. Res. 1990. V. 95. P. 11717–11728.
  7. Stephens G.L., Gabriel P.M., and Tsay S.-C. Statistical radiative transport in one-dimensional media and its application to the terrestrial atmosphere // J. Transport theory and statistical physic. 1991. V. 20. P. 139–175.
  8. Vanderhaegen D. Radiative transfer in statistically heterogeneous mixtures // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 1986. V. 36. P. 557–561.
  9. Каргин Б.А. Статистическое моделирование поля солнечной радиации в атмосфере. Новосибирск: ВЦ СО АН СССР, 1984. 206 с.
  10. Творогов С.Д. Усреднение уравнения переноса излучения по стохастическим параметрам среды // Оптика атмосферы и океана. Т. 12. № 3. С. 258–261.
  11. Avaste O. and Vainikko G. Calculation of the mean values of the intensities and fluxes in broken clouds. IAMAP/IAGA International Union of Geodesy and Geophysics, XV General Assembly. M., 1971. 24 p.
  12. Каргин Б.А., Пригарин С.М. Моделирование стохастических полей кучевой облачности и исследование их свойств методом Монте-Карло. Новосибирск, 1988. 18 c. (Препринт/ВЦ СО АН ССС. № 817).
  13. Каргин Б.А., Пригарин С.М. Имитационное моделирование кучевой облачности для исследования процессов переноса солнечной радиации в атмосфере методом Монте-Карло // Оптика атмосферы и океана. 1994. Т. 7. № 9. С. 1275–1287.
  14. Byrne R.N., Somerville R.C.J., and Subasilar B. Broken-cloud enhancement of solar radiation absorption // J. Atmos. Sci. 1996. V. 53. P. 878–886.
  15. Помранинг Г.С. Асимптотические уравнения переноса излучения в атмосфере с частичной облачностью // Оптика атмосферы и океана. 1996. Т. 9. № 1. С. 14–29.
  16. Помранинг Г.С. Взаимодействия облако–радиация: модель Титова и другие модели // Оптика атмосферы и океана. 1999. Т. 12. № 3. C. 215–221.
  17. Pomraning G.C. Linear Kinetic Theory and Particle Transport in Stochastic Mixtures. World Scientific Publishing, Singapore. 1991. 235 p.
  18. Глазов Г.Н., Титов Г. А. Статистические характеристики коэффициента ослабления в разорванной облачности // Изв. вузов. Физика. 1975. № 9. С. 151–154.
  19. Titov G.A. Statistical Description of Radiation Transfer in Clouds // J. Atmos. Sci. 1990. V. 47. P. 14–38.
  20. Zuev V.E., and Titov G.A. Radiative transfer in cloud fields with random geometry // J. Atmos. Sci. 1995. V. 52. P. 176–190.
  21. Зуев В.Е., Титов Г.А. Радиационные эффекты разорванной облачности // Оптика атмосферы и океана. 1995. Т. 8. № 1–2. С. 201–222.
  22. Зуев В.Е., Титов Г.А. Оптика атмосферы и климат. Томск: Изд-во «Спектр» ИОА, 1996. 271 c.
  23. Barker H.W. // J. Atmos. Sci. 1996. V. 53. P. 2289–2303.
  24. Barker H.W., Wielicki B.A., Parker L. // J. Atmos. Sci. 1996. V. 53. P. 2304–2316.
  25. Chambers L.H., Wielicki B.A., Evans K.F. // J. Atmos. Sci. 1997. V. 54. P. 1525–1532.
  26. Oreopoulos L., Davies R. //J. Climate. 1998. V. 11. P. 933–944.
  27. Davis A., Marshak A., Gerber H., and Wiscombe W. Horizontal structure of marine boundary layer clouds from centimeter to kilimeter scales // J. Geophys. Res. 1999. V. 104. N D6. P. 6123–6144.
  28. Cahalan R.F., and Snider J.B. // Remote Sens. Environ. 1989. V. 28. P. 95–107.
  29. Cahalan R.F., Ridgway W., Wiscombe W.J., Bell T.L., Snider J.B. //J. Atmos. Sci. 1994. V. 51. P. 2434–2455.
  30. Cahalan R.F., Ridgway W., Wiscombe W.J., Gollmer S., and Harshvardhan. //J. Atmos. Sci. 1994. V. 51. P. 3776–3790.
  31. Marshak A., Davis A., Cahalan R.F., and Wiscombe W.J. // Phys. Rev. 1994. V. E49. P. 55–79.
  32. Marshak A., Davis A., Wiscombe W.J., and Cahalan R.F. Radiative smoothing in fractal clouds // J. Geophys. Res. 1995. V. 100. P. 26247–26261.
  33. Marshak A., Davis A., Wiscombe W.J., and Cahalan R.F. Inhomogeneity effects on cloud shortwave absorption measurements: Two-aircraft simulations // J. Geophys. Res. 1997. V. 102. P. 16619–16637.
  34. Davis A., Marshak A., Cahalan R., and Wiscombe W. The Landsat Scale Break as a Three-Dimensional Radiative Transfer Effect: Implications for Cloud Remote Sensing // J. Atmos. Sci. 1997. V. 54. N 2. P. 241–260.
  35. Marshak A., Davis A., Wiscombe W.J., and Cahalan R.F. Effects of observed sub-mean-free-path variability on cloud radiation // J. Geophys. Res. 1998. V. 103. P. 19557–19567.
  36. Михайлов Г.А. Численное построение случайного поля с заданной спектральной плотностью // Докл. АН СССР. 1978. Т. 238. № 4. С. 793–795.
  37. Михайлов Г.А. Приближённые модели случайных процессов и полей // Журн. вычисл. математики и мат. физики. 1983. Т. 23. № 3. С. 558–566.
  38. Пригарин С.М. Некоторые задачи теории численного моделирования случайных процессов и полей. Новосибирск: Изд. вычислительного центра СО РАН, 1994. 163 с.
  39. Пригарин С.М., Титов Г.А. Спектральные методы численного моделирования геофизических полей // Оптика атмосферы и океана. 1996. Т. 9. № 7. С. 993–1003.
  40. Титов Г.А., Касьянов Е.И. Потоки солнечной радиации в неоднородных слоистых облаках // Оптика атмосферы и океана. 1995. Т. 8. № 12. С. 1833–1842.
  41. Zuev V.E., Titov G.A., Kasyanov E.I., and Prigarin S.M. Albedo and Transmittance of Inhomogeneous Stratus Clouds // Proceedings of the Fifth Atmospheric Radiation Measurement (ARM) Science Team Meeting, 19–23 March, 1995, San Diego, California, USA, CONF-9503140. P. 389–392.
  42. Titov G.A. Horizontal Transport and Absorption of Solar Radiation in Inhomogeneous Clouds // Proceedings of the Sixth Atmospheric Radiation Measurement (ARM) Science Team Meeting, 4–7 March, 1996, San Antonio, Texas, USA, CONF-9603149 P. 313–317.
  43. Титов Г.А. Радиационные эффекты неоднородных слоисто-кучевых облаков: 1. Горизонтальный перенос // Оптика атмосферы и океана. 1996. Т. 9. № 10. С. 1295–1307.
  44. Титов Г.А. Радиационные эффекты неоднородных слоисто-кучевых облаков: 2. Поглощение // Оптика атмосферы и океана. 1996. Т. 9. № 10. С. 1308–1318.
  45. Titov G.A., and Kasyanov E.I. Radiative Effects of Inhomogeneous Stratocumulus Clouds // Proceedings of the International Radiation Symposium. 19-24 August, 1996, Fairbanks, Alaska, USA. P. 78–81.
  46. Титов Г.А., Касьянов Е.И. Радиационные свойства неоднородных слоисто-кучевых облаков со стохастической геометрией верхней границы // Оптика атмосферы и океана. 1997. Т. 10. № 8. С. 843–856.
  47. Titov G.A., and Kasyanov E.I. Radiative Properties of Stratocumulus Clouds: Influence of Stochastic Geometry // Proceedings of the Seventh Atmospheric Radiation Measurement (ARM) Science Team Meeting, 3–7 March, 1997, San Antonio, Texas, USA, CONF-970365. P. 369–372.
  48. Titov G.A. Radiative horizontal transport and absorption in stratocumulus clouds // J. Atmos. Sci, 1998. V.–55. P. 2549–2560.
  49. Титов Г.А. Спектральный анализ отражательной способности слоисто-кучевых облаков // Оптика атмосферы и океана. 1999. Т. 12. № 3. С. 191–197.
  50. Касьянов Е.И., Пригарин С.М. Радиационные характеристики слоисто-кучевых облаков: Численное моделирование данных Landsat // 4-й Симпозиум «Оптика атмосферы и океана», 10–13 июня 1997 г. С. 114.
  51. Lovejoy S., Schertzer D., Silas P., Tessier Y., and Lavalle D. The unified scaling model of atmospheric dynamics and systematic analysis of scale invariance in cloud radiances // Ann. Geophys. 1993. V. 11. P. 119–127.
  52. Goton K., and Fuji Y. A Fractal dimensional analysis on the cloud shape parameters of cumulus over land // J. Appl. Meteor. 1998. V. 37. P. 1283–1292.
  53. Barker H.W. A spectral analysis of albedo and bidirectional reflectances for inhomogeneous clouds // Remote Sens. Environ. 1995. V. 54. P. 113–120.
  54. Rys F.S., and Waldvogel A. Fractal shape of hail clouds // Phys. Rev. Lett. 1986. V. 56. P. 784–787.
  55. Stephens G.L. and Si-Chee Tsay. On the cloud absorption anomaly // Q.J.R. Meteorol. Soc. 1990. V. 116. P. 671–704.
  56. Rawlins F. Aircraft measurements of the solar absorption by broken cloud fields: A case study // Q.J.R. Meteorol. Soc. 1989. V. 115. P. 365–382.
  57. Hayasaka T., Kikuchi N., and Tanaka M. Absorption of Solar Radiation by Stratocumulus Clouds: Aircraft Measurements and Theoretical calculations // J. Appl. Meteorol. 1995. V. 34. P. 1047–1055.
  58. Zuev V.E., Titov G.A., and Zhuravleva T.B. Absorption of solar radiation in broken clouds // Proceedings of the Fifth Atmospheric Radiation Measurement (ARM) Science Team Meeting, 19–23 March, 1995, San Diego, California, USA, CONF-9503140. P. 397–400.
  59. Duda D.P., Stephens G.L., Stevens B., and Cotton W.R. Effects of aerosol and horizontal inhomogeneity on the broadband albedo of marine stratus: Numerical simulations // J. Atmos. Sci. 1996. V. 53. P. 3757–3769.
  60. Benner T.C., Curry J.A., and. Evans K.F. Effect of inhomogeneous cloud properties on 2-D longwave radiative transfer // Proceedings of the Eighth Atmospheric Radiation Measurement (ARM) Science Team Meeting, 23-27 March, 1998, Tucson, Arizona, USA, DOE/ER-0738. P. 83–86.
  61. Kogan Y.L. The simulation of a convective cloud in a 3D model with explicit microphysics. Part I: Model description and sensitivity experiments // J. Atmos. Sci. 1991. V. 48. P. 1160–1189.
  62. Kogan Y.L., Khairoutdinov M.P., Lilly D.K., Kogan Z.N., and Liu Q. Modeling of stratocumulus cloud layers in a large eddy simulation model with explicit microphysics // J. Atmos. Sci. 1995. V. 52. P. 2923–2940.
  63. Kassianov E.I., Kogan Y.L., and Titov G.A. The Effect of Three-Dimensional Cloud Inhomogeneity on Shortwave Radiative Transfer // Proceedings of the Eighth Atmospheric Radiation Measurement (ARM) Science Team Meeting. 23-27 March, 1998, Tucson, Arizona, USA; DOE/ER-0738. P. 359–363.
  64. Kasssianov E.I., Kogan Y.L. Radiative Properties of 3D Stratocumulus Clouds in the near-IR Spectral Range // Proceedings of the Ninth Atmospheric Radiation Measurement (ARM) Science Team Meeting, 22–26 March, 1999, San Antonio, Texas, USA.
  65. Kassianov E.I. Kogan Y.L. Radiative Horizontal Transport in Stratocumulus Clouds: Spectral Dependence // Abstracts for the AGU Spring Meeting, 1-4 June, 1999, Boston, USA. P. S70.
  66. Касьянов Е.И., Коган Е.Л., Титов Г.А. Перенос солнечного излучения в трехмерных слоисто-кучевых облаках: Влияние вертикальной неоднородности // Оптика атмосферы и океана. 1999. Т. 12. № 3. С. 198–206.
  67. Ackerman S.A., and Cox S.K. // Aircraft observations of the shortwave fractional absorptance of non-homogeneous clouds // J. Appl. Meteor. 1981. V. 20. P. 1510–1515.
  68. Titov G.A., Zhuravleva T.B., and Zuev V.E. Parameterization of Radiative Properties of One-Layer Broken Clouds // Proceedings of the Sixth Atmospheric Radiation Measurement (ARM) Science Team Meeting, 4–7 March, 1996, San Antonio, Texas, USA, CONF-9603149. P. 319–322.
  69. Титов Г.А., Журавлева Т.Б. Параметризация потоков солнечной радиации в разорванной облачности // Оптика атмосферы и океана. 1997. Т. 10. № 7. С. 707–722.
  70. Tian L., and Curry J. Cloud Overlap Statistics // J. Geophys. Res. 1989. V. 94. P. 9925–9935.
  71. Minnis P., Smith W.L., Garber D.P., Ayers J.K., and Doelling D.R. Cloud Properties Derived from GOES-7 for Spring 1994 ARM Intensive Observating Period Using Version 1.0.0 of ARM Satellite Data Analysis Program // NASA reference publication 1366. 58 p.
  72. Глазов Г.Н., Титов Г.А. Уравнения моментов интенсивности излучения в разорванной облачности в марковском приближении // Изв. вузов. Радиофизика. 1980. Т. 23. № 4. С. 424–431.
  73. Касьянов Е.И., Титов Г.А. Поле яркости отраженной солнечной радиации в условиях разорванной облачности: алгоритм расчета // Оптика атмосферы и океана. 1994. Т. 7. № 9. С. 1165–1174.
  74. Zuev V.E., Titov G.A., Kasyanov E.I., Zimin D.A., Astafurov V.G., and Bazhenov O.E. Optical Detection Through Broken Clouds (Task order number B239678) // Final report to Lawrence Livermore National Laboratory. USA. 1994. 104 p.
  75. Титов Г.А., Журавлева Т.Б. Сравнение двух методов расчета средних потоков солнечной радиации в двухслойной разорванной облачности (видимый диапазон) // Оптика атмосферы и океана. 1999. Т. 12. № 3. С. 207–215.
  76. Галин В.Я. Схема учета разорванной облачности в атмосферной модели ИВМ РАН // Оптика атмосферы и океана. 1999. Т. 12. № 3. С. 246–250.
  77. Bergman J.W., and Hendon H.H. Calculating Monthly Radiative Fluxes and Heating Rates from Monthly Cloud Observations // J. Atmos. Sci. 1998. V. 55. P. 3471–3491.
  78. Тихонов В.И., Миронов М.А. Марковские процессы. М.: Сов. радио, 1977. 488 с.

ЖУРНАЛ «ОПТИКА АТМОСФЕРЫ И ОКЕАНА»

ИНСТИТУТ ОПТИКИ АТМОСФЕРЫ им. В.Е. ЗУЕВА СО РАН

ЖУРНАЛ «ОПТИКА АТМОСФЕРЫ И ОКЕАНА»

ИНСТИТУТ ОПТИКИ АТМОСФЕРЫ им. В.Е. ЗУЕВА СО РАН

634055, Россия, г. Томск, площадь Академика Зуева, 1

Статистика посещений
Последний номерРедколлегияТематикаПодпискаАВТОРАМАрхив номеровРецензирование
Все права защищены ©  Институт оптики атмосферы им. В.Е.Зуева СО РАН
Создано на: Yii Framework Дизайн сайта:   logo Красная рамка