Том 18, номер 03, статья № 10

Аннотация:

Построена трехмерная стохастическая модель геометрии разорванной облачности, настраиваемая по данным спутниковых или наземных наблюдений. Входными параметрами модели служат автокорреляционная функция индикаторного поля облачности и распределение толщины облачного слоя. Численный алгоритм конструируется на основе спектральных моделей однородных случайных полей и на методе нелинейного преобразования гауссовских функций. Предлагаемый подход к построению имитационных моделей разорванной облачности является достаточно простым, универсальным и позволяет воспроизводить основные характеристики геометрии облачного поля, оцениваемые по натурным измерениям.

Список литературы:

1. Авасте О.А., Вайнико Г.М., Глазов Г.Н., Креков Г.М., Титов Г.А. Статистическое моделирование коротковолновой радиации в разорванной облачности // Методы Монте-Карло в вычислительной математике и математической физике. Новосибирск: Вычислит. центр СО АН СССР, 1974. С. 232-239.
2. Davies R. The effect of finite geometry on the three-dimensional transfer of solar irradiance in clouds // J. Atmos. Sci. 1978. V. 35. P. 1712-1725.
3. Schertzer D., Lovejoy S. Physical modeling and analysis of rain and clouds by anisotropic scaling multiplicative processes // J. Geophys. Res. 1987. V. 92. P. 9693-9714.
4. Титов Г.А. Математическое моделирование радиационных характеристик разорванной облачности // Оптика атмосф. 1988. Т. 1. № 4. С. 3-18.
5. Evans K.F. A general solution for stochastic radiative transfer // Geophys. Res. Lett. 1993. V. 20. P. 2075-2078.
6. Cahalan R.F. Bounded cascade clouds: albedo and effective thickness // Nonlinear Process. Geophys. 1994. V. 1. P.156-167.
7. Marshak A., Davis A., Cahalan R.F., Wiscombe W.J. Bounded cascade models as non-stationary multifractals // Phys. Rev. E. 1994. V. 49. P. 55-69.
8. Barker H.W. Estimating cloud field albedo using one-dimensional series of optical depth // J. Atmos. Sci. 1996. V. 53. P. 2826-2837.
9. Moeng C.-H., Cotton W.R., Bretherton C., Chlond A., Khairoutdinov M., Krueger S., Lewellen W.S., McVean M.K., Pasquier J.R.M., Rand H.A., Siebesma A.P., Stevens B., Sykes R.I. Simulations of a Stratocumulus-Topped Planetary Boundary Layer: Intercomparison Among Different Numerical Codes // Bull. Amer. Meteorol. Soc. 1996. V. 77. P. 261-278.
10. Chambers L., Wielicki B., Evans K.F. Independent pixel and two-dimensional estimates of Landsat-derived cloud field albedo // J. Atmos. Sci. 1997. V. 54. P. 1525-1532.
11. Журавлева Т.Б. Статистические характеристики солнечной радиации в разорванной облачности: Дис. … канд. физ.-мат. наук. Томск: ИОА СО РАН, 1993. 158 с.
12. Зуев В.Е., Титов Г.А. Оптика атмосферы и климат. Томск: Изд-во "Спектр" ИОА СО РАН, 1996. 271 с.
13. Каргин Б.А., Пригарин С.М. Моделирование стохастических полей кучевой облачности и исследование их радиационных свойств методом Монте-Карло. Препр. / АН СССР. Сиб. отд-ние, ВЦ. (Новосибирск). № 817. 1988. 18 с.
14. Каргин Б.А., Пригарин С.М. Имитационное моделирование кучевой облачности для исследования процессов переноса солнечной радиации в атмосфере методом Монте-Карло // Оптика атмосф. и океана. 1994. Т. 7. № 9. С. 1275-1287.
15. Ogorodnikov V.A., Prigarin S.M. Numerical Modelling of Random Processes and Fields: Algorithms and Applications. Netherlands, Utrecht: VSP. 1996. 240 p.
16. Prigarin S.M., Kargin B.A., Oppel U.G. Random fields of broken clouds and their associated direct solar radiation, scattered transmission, and albedo // Pure and Appl. Opt. A. 1998. V. 7. N 6. P. 1389-1402.
17. Prigarin S.M., Oppel U.G. Increase of mean radiation intensity and decrease of albedo caused by water clouds: simulation results // Pure and Appl. Opt. A. 1998. V. 7. N 6. P. L79-L83.
18. Мулламаа Ю.-А. Закрытость небосвода кучевыми облаками // Радиация и облачность. Тарту: АН Эстонской ССР, Ин-т физики и астрономии, 1969. С. 118-129.
19. Мулламаа Ю.-А.Р., Сулев М.А., Пылдмаа В.К., Охвриль Х.А., Нийлиск Х.Ю., Аленов М.И., Чубаков Л.Г., Кууск А.Е. Стохастическая структура полей облачности и радиации. Тарту: АН Эстонской ССР, Ин-т физики и астрономии, 1972. 281 с.
20. Радиация в облачной атмосфере / Под ред. Е.М. Фейгельсон. Л.: Гидрометеоиздат, 1981.
21. Свешников А.А. Прикладные методы теории случайных функций. М.: Наука, 1968. 280 c.
22. Prigarin S.M. Spectral Models of Random Fields in Monte Carlo Methods. Utrecht, the Netherlands: VSP, 2001. 198 p.
23. Пригарин С.М. Введение в численное моделирование случайных процессов и полей: Уч. пособие. Новосибирск: НГУ, 1999. 301 с.
24. Смирнов Н.В., Большев Л.Н. Таблицы для вычисления функций нормального распределения. М.: Изд-во Изв. АН СССР, 1962. 204 с.
25. Prigarin S.M., Martin A., Winkler G. Numerical models of binary random fields on the basis of thresholds of Gaussian functions // Сиб. ж. вычислит. мат. 2004. Т. 7. № 2. С. 165-175.
26. Platnick S., King M.D., Ackerman S.A., Menzel W.P., Baum B.A., Riedi J.C., Frey R.A. The MODIS cloud products: Algorithms and examples from Terra // IEEE Trans. Geosci. and Remote Sens. 2003. V. 41. N 2. P. 459-473.
27. McFarlane S.A., Evans K.F., Ackerman A.S. A Bayesian Algorithm for the Retrieval of Liquid Water Cloud Properties from Microwave Radiometer and Millimeter Radar Data // J. Geophys. Res. D. 2002. V. 107. N 16. 10.1029/2001JD001011.
28. Venema V., Meyer S., Garcha S.G., Simmer C., Crewell S., Lohnert U., Trautmann T., Macke A. Iterative Amplitude Adapted Fourier Transform surrogate cloud fields. Submitted to JGR, 2004.
29. Evans K.F., Wiscombe W.J. An algorithm for generating stochastic cloud fields from radar profile statistics // Atmos. Res. 2004. V. 72. P. 263-289.
30. McFarlane S.A., Evans K.F. Clouds and shortwave fluxes at Nauru. Part I: Retrieved cloud properties // J. Atmos. Sci. 2004. V. 61. P. 733-744.
31. McFarlane S.A., Evans K.F. Clouds and shortwave fluxes at Nauru. Part II: Shortwave flux closure // J. Atmos. Sci. 2004. V. 61. P. 2602-2615.