Том 23, номер 08, статья № 3

Аннотация:

Проведен анализ современных моделей континуального поглощения паров воды. Исследована чувствительность нисходящих длинноволновых потоков радиации к континуальному поглощению паров воды. Выделены спектральные интервалы, где континуальное поглощение наиболее значимо. Сделан анализ недавно обнаруженных расхождений между модельными и экспериментально измеренными коэффициентами поглощения в окне прозрачности атмосферы 8-12 мкм. Показано, что данные расхождения не должны существенно влиять на результаты расчета потоков длинноволнового излучения для диапазона температур, реализуемых в атмосфере Земли.

Ключевые слова:

континуальное поглощение водяного пара, атмосферная радиация, длинноволновые потоки

Список литературы:

1. Forster P., Ramaswamy V., Artaxo P., Berntsen T., Betts R., Fahey D.W., Haywood J., Lean J., Lowe D.C., Myhre G., Nganga J., Prinn R., Raga G., Schulz M., Van Dorland R. IPCC, 2007: Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing // Climate Change; 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / S. Solomon, D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.). United Kingdom, Cambridge: Cambridge University Press and USA, New York, NY.
2. Held I.M., Soden B.J. Water vapor feedback and global warming // Annual Rev. of Energy and the Environ. 2000. V. 25. P. 441-475.
3. Tjemkes S.A., Patterson T., Rizzi R., Shephard M.W., Clough S.A., Matricardi M., Haigh J.D., Hopfner M., Payan S., Trotsenko A., Scott N., Rayer P., Taylor J.P., Clerbaux C., Strow L.L., DeSouza-Machado S., Tobin D., Knuteson R. The ISSWG line-by-line inter-comparison experiment // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2003. V. 77. N 4. P. 433-453.
4. Mlawer E.J., Clough S.A., Brown P.D., Tobin D.S. Recent Developments in the Water Vapor Continuum // Proc. the Ninth Atmospheric Radiation Measurement (ARM) Science Team Meeting. San Antonio, Texas. 1999. P. 503-511.
5. Фомин Б.А., Фалалеева В.А. Прогресс в атмосферной спектроскопии и "эталонные" расчеты для тестирования радиационных блоков климатических моделей // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22. № 8. С. 803-806.
6. Huang Yi., Ramaswamy V., Soden B. An investigation of the sensitivity of the clear-sky outgoing longwave radiation to atmospheric temperature and water vapor // J. Geophys. Res. 2007. V. 112. D05104, doi: 10.1029/ 2005JD006906. 13 p.
7. Rowe P.M., Walden Von P., Warren St.G. Measurements of the foreign-broadened continuum of water vapor in the 6.3 mkm band at -30°C // Appl. Opt. 2006. V. 45. N 18. P. 4366-4382.
8. Serio C., Masiello G., Esposito F., Di Girolamo P., Di Iorio T., Palchetti L., Bianchini G., Muscari G., Pavese G., Rizzi R., Carli B., Cuomo V. Retrieval of foreign-broadened water vapor continuum coefficients from emitted spectral radiance in the H₂O rotational band from 240 to 590 cm^-1 // Opt. Express. 2008. V. 16. N 20. P. 15816-15833.
9. Tobin D.C., Best F.A., Brown P.D., Clough S.A., Dedecker R.G., Ellingson R.G., Garcia R.K., Howell H.B., Knuteson R.O., Mlawer E.J., Revercomb H.E., Short J.F., van Delst P.F.W., Walden V.P. Downwelling spectral radiance observations at the SHEBA ice station: Water vapor continuum measurements from 17 to 26 mm // J. Geophys. Res. D. 1999. V. 104. Iss. 2. P. 2081-2092.
10. Tobin D.C., Strow L.L., Lafferty W.J., Olson W.B. Experimental investigation of the self- and N₂-broadened continuum within the 2 band of water vapor // Appl. Opt. 1996. V. 35. N 24. P. 4724-4734.
11. Baranov Yu.I., Lafferty W.J., Ma Q., Tipping R.H. Water-vapor continuum absorption in the 800-1250 cm^-1 spectral region at temperatures from 311 to 363 K // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2008. V. 109. N 12-13. P. 2291-2302.
12. Ptashnik I.V. Evidence for the contribution of water dimers to the near-IR water vapour self-continuum // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2008. V. 109. N 5. P. 831-852.
13. Paynter D.J., Ptashnik I.V., Shine K.P., Smith K.M., McPheat R., Williams R.G. Laboratory measurements of the water vapor continuum in the 1200-8000 cm^-1 region between 293 K and 351 K // J. Geophys. Res. 2009. V. 114. D21301. doi:10.1029/2008JD011355.
14. Ellington R.G. The state of the ARM-IRF Accomplishments trough 1997 // Proc. the Eighth Atmospheric Radiation Measurement (ARM) Science Team Meeting. Tuscon, Arisona. 1998. P. 245-248.
15. Брюхань Ф.Ф. Методы климатической обработки и анализа аэрологической информации. М.: Мир, 1975. 275 c.
16. Chesnokova T.Yu., Firsov K.M. Calculation errors of the longwave fluxes in the Earth atmosphere due to the uncertainties of initial spectroscopic information // Proc. SPIE. 2006. V. 6580. 65800Q, doi: 10.1117/ 12.724948. 9 p.
17. Burch D.E. Continuum absorption by H₂O in the 700-1200 cm^-1 and 2400-2800 cm^-1 windows // Technical report AFGL-TR-84-0128. Air Force Geophysical Laboratory. 1984. 32 p.
18. Tipping R.H., Ma Q. Theory of the water vapor continuum and validations // Atmos. Res. 1995. V. 36. N 1-2. P. 69-94.
19. Несмелова Л.И., Родимова О.Б., Творогов С.Д. Контур спектральной линии и межмолекулярное взаимодействие. Новосибирск: Наука, 1986. 213 с.
20. Scribano Y., Leforestier C. Contribution of water dimer absorption to the millimeter and far infrared atmospheric water continuum // J. Chem. Phys. 2007. V. 126. N 23. P. 234301. (12 pages).
21. Vigasin A.A. Water vapor continuum absorption in various mixtures: possible role of weakly bound complexes // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2000. V. 64. N 1. P. 25-40.
22. Roberts R.E., Selby J.E.A., Biberman L.M. Infrared continuum absorption by atmospheric water vapor in the 8-12 micron meter window // Appl. Opt. 1976. V. 15. N 9. P. 2085-2090.
23. Clough S.A., Kneizys F.X., Davies R.W. Line shape and the water vapor continuum // Atmos. Res. 1989. V. 23. N 3-4. P. 229-241.
24. Ma Q., Tipping R.H., Leforestier C. Temperature dependences of mechanisms responsible for the water-vapor continuum absorption. I. Far wings of allowed lines // J. Chem. Phys. 2008. V. 128. N 12. P. 124313.
25. Горчакова И.А., Членова Г.В., Вигасин А.А. Об учете континуального поглощения водяного пара в расчетах потоков теплового излучения // Оптика атмосф. и океана. 2009. T. 22. № 6. С. 546-551.
26. Anderson G.P., Clough S.A., Kneizys F.X., Chetwynd J.H., Shettle E.P. AFGL Atmospheric Constituent Profiles (0-120 km). 1986. AFGL-TR-86-0110, AD A175173.
27. Фирсов К.М., Чеснокова Т.Ю. Влияние вариаций концентрации СН₄ и N₂O на потоки длинноволновой радиации в атмосфере Земли // Оптика атмосф. и океана. 1999. Т. 12. № 9. С. 790-795.
28. Зуев В.Е., Комаров В.С. Статистические модели температуры и газовых компонент атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 264 c.
29. Кабанов М.В. Региональный мониторинг атмосферы. Часть I. Научно-методические основы. Томск: Изд-во "Спектр", 1997. 210 c.