Том 24, номер 02, статья № 7

Аннотация:

Рассматриваются два итерационных метода восстановления отнесенных ко всему столбу атмосферы индикатрисы и альбедо однократного рассеяния аэрозоля по данным измерений яркости безоблачного неба в альмукантарате Солнца. На основе численного моделирования (видимая область спектра) проводится исследование сходимости методов и чувствительности восстанавливаемых параметров к значениям аэрозольной оптической толщи и альбедо подстилающей поверхности и точности их задания, а также к погрешностям измерений рассеянной солнечной радиации. Показано, что наиболее благоприятными условиями для решения обратной задачи являются оптические ситуации с высокой и умеренной прозрачностью атмосферы.

Ключевые слова:

итерационные методы восстановления оптических характеристик аэрозоля, численное моделирование, альбедо однократного рассеяния, индикатриса рассеяния излучения, яркость неба в альмукантарате Солнца

Список литературы:

1. Кондратьев К.Я. Аэрозоль как климатообразующий компонент атмосферы. 2. Прямое и косвенное воздействие на климат // Оптика атмосф. и океана. 2002. Т. 15, № 4. С. 301-320.
2. Кондратьев К.Я. Аэрозоль и климат: современное состояние и перспективы разработок. 3. Аэрозольное радиационное возмущающее воздействие // Оптика атмосф. и океана. 2006. Т. 19, № 7. С. 565-575.
3. Solomon S., Qin D., Manning M., Chen Z., Marquis M., Averyt K.B., Tignor M., Miller H.L. Contribution of working group I to the fourth assessment report of the intergovernmental panel on climate change: chapter 2. Cambridge: Cambridge Univ. Press., 2007. 996 p.
4. Yu H., Kaufman Y., Chin M., Feingold G., Remer L., Anderson T., Balkanski Y., Bellouin N., Boucher O., Christopher S., DeCola P., Kahn R., Koch D., Loeb N., Reddy M., Schulz M., Takemura T., Zhou M. A review of measurement-based assessments of the aerosol direct radiative effect and forcing // Atmos. Chem. Phys. 2006. V. 6, N 3. P. 613-666.
5. Zhou M., Yu H., Dickinson R., Dubovik O., Holben B. A normalized description of the direct effect of key aerosol types on solar radiation as estimated from AERONET aerosols and MODIS albedo // J. Geophys. Res. 2005. V. 110. D19202, doi: 10.1029/2005JD005909.
6. Антюфеев В.С., Иванов А.И., Лившиц Г.Ш., Михайлов Г.А. Определение аэрозольных индикатрис рассеяния безоблачной атмосферы в спектральной области 0,55 2,4 мкм // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1980. Т. 16, № 2. С. 146-155.
7. Антюфеев В.С., Назаралиев М.А. Обратные задачи атмосферной оптики. Новосибирск: ВЦ АН СССР, 1988. 156 с.
8. Wang M., Gordon H. Retrieval of the columnar aerosol phase function and single-scattering albedo from sky radiance over the ocean: simulation // Appl. Opt. 1993. V. 32, N 24. P. 4598-4609.
9. Yang H., Gordon H.R. Retrieval of the columnar aerosol phase function and single-scattering albedo from sky radiance over land: simulations // Appl. Opt. 1998. V. 37, N 6. P. 978-997.
10. Devaux C., Vermeulen A., Deuze J.L., Dubuisson P., Herman M., Senter R. Retrieval of aerosol single-scattering albedo from ground-based measurements: Application to observational data // J. Gephys. Res. D. 1998. V. 103, N 8. P. 8753-8761.
11. Gordon H.R., Zhang T. Columnar aerosol properties over oceans by combining surface and aircraft measurements: simulations // Appl. Opt. 1995. V. 34, N 24. P. 5552-5555.
12. Zhang T., Gordon H.R. Columnar aerosol properties over oceans by combining surface and aircraft measurements: sensitivity analysis // Appl. Opt. 1997. V. 36, N 12. P. 2650-2662.
13. Sviridenkov M. Simplified techniques for retrieving aerosol characteristics from extinction and sky radiance measurements // Conference on Visibility, Aerosols, and Atmospheric Optics. Vienna, September, 2006. P. 85-86.
14. Михайлов Г.А., Ухинов С.А., Чимаева А.С. Алгоритмы метода Монте-Карло для восстановления индикатрисы рассеяния с учетом поляризации // Докл. РАН. 2008. Т. 423, № 2. С. 161-164.
15. Dubovik O., King M. A flexible inversion algorithm for retrieval aerosol optical properties from Sun and sky radiance measurements // J. Gephys. Res. D. 2000. V. 105, N 16. P. 20673-20696.
16. Сакерин С.М., Береснев С.А., Горда С.Ю., Кабанов Д.М., Корниенко Г.И., Маркелов Ю.И., Михалев А.В., Николашкин С.В., Панченко М.В., Поддубный В.А., Полькин В.В., Смирнов А., Тащилин М.А., Турчинович С.А., Турчинович Ю.С., Хол-бен Б., Еремина Т.А. Характеристики годового хода спектральной аэрозольной оптической толщи атмосферы в условиях Сибири // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 6. C. 566-574.
17. Метод Монте-Карло в атмосферной оптике / Под ред. Г.И. Марчука. Новосибирск: Наука, 1976. 283 с.
18. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. М.: Наука, 1989. 608 с.
19. Смеркалов В.А. Средневзвешенная индикатриса аэрозольного светорассеяния // Оптика атмосф. и океана. 2000. Т. 13, № 4. С. 323-328.
20. Dubovik O., Holben B.N., Kaufman Y.J., Yamasoe M., Smirnov A., Tanre D. and Slutsker I. Single-scattering albedo of smoke retrieved from the sky radiance and solar transmittance measured from ground // J. Gephys. Res. D. 1998. V. 103, N 24. P. 31903-31923.
21. Назаралиев М.А. Статистическое моделирование радиационных процессов в атмосфере. Новосибирск: Наука, 1990. 227 с.
22. Лившиц Г.Ш. Рассеяние света в атмосфере. Алма-Ата: Наука, 1965. 177 с.
23. 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.
24. Сакерин С.М., Кабанов Д.М. Спектральная зависимость аэрозольной оптической толщи атмосферы в области спектра 0,37-4 мкм // Оптика атмосф. и океана. 2007. Т. 20, № 2. C. 156-164.
25. Смеркалов В.А. Прикладная оптика атмосферы. СПб.: Гидрометеоиздат, 1997. 334 c.
26. Дейерменджан Д. Рассеяние электромагнитного излучения сферическими полидисперсными частицами. М.: Мир, 1971. 303 с.