Том 34, номер 08, статья № 8

Аннотация:

Предложен алгоритм оценки размеров области влияния облачности на погрешность восстановления коэффициентов отражения участков земной поверхности при наблюдении их через просветы в поле облачности. В основе алгоритма – статистическое моделирование методом Монте-Карло процесса переноса излучения в разорванной стохастической облачности. Рассматривается две стохастических модели облачных полей: 1) в форме параллелепипедов, 2) параболоидов. Метод апробируется на двух участках реального снимка MODIS. Показано, что разорванная облачность влияет на погрешность восстановления коэффициентов отражения на расстояниях от наблюдаемой точки от 5–7 до 25 км (в зависимости от рассмотренных ситуаций).

Ключевые слова:

пассивное спутниковое зондирование земной поверхности, атмосферная коррекция, коэффициенты отражения земной поверхности, разорванная облачность

Список литературы:

1. Nikolaeva O.V., Bass L.P., Germogenova T.A., Kokhanovsky A.A., Kuznetsov V.S., Mayer B. The influence of neighbouring clouds on the clear sky reflectance studied with the 3-D transport code RADUGA // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2005. V. 94, N 3–4. P. 405–424. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2004.09.037.
2. Wen G., Marshak A., Cahalan R.F., Remer L.A., Kleidman R.G. 3-D aerosol-cloud radiative interaction observed in collocated MODIS and ASTER images of cumulus cloud fields // J. Geophys. Res. 2007. V. 112. P. D13204. DOI: 10.1029/2006JD008267.
3. Várnai T., Marshak A. MODIS observations of enhan­ced clear sky reflectance near clouds // Geophys. Res. Lett. 2009. V. 36. P. L06807. DOI: 10.1029/2008GL037089.
4. Marshak A., Wen G., Coakley Jr.J.A., Remer L.A., Loeb N.G., Cahalan R.F. A simple model for the cloud adjacency effect and the apparent bluing of aerosols near clouds // J. Geophys. Res. 2008. V. 113. P. D14S17. DOI: 10.1029/2007JD009196.
5. Marshak A., Evans K.F., Várnai T., Wen G. Extending 3D near-cloud corrections from shorter to longer wavelengths // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2014. V. 147. P. 79–85. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2014.05.022.
6. Тарасенков М.В., Кирнос И.В., Белов В.В. Наблюдение земной поверхности из космоса через просвет в облачном поле // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 9. С. 767–771; Tarasenkov M.V., Kirnos I.V., Belov V.V. Observation of the Earth’s surface from the Space through a gap in a cloud field // Atmos. Ocean. Opt. 2017. V. 30, N 1. P. 39–43. DOI: 10.15372/AOO20160907.
7. 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.
8. Prigarin S.M., Kargin B.A., Ulrich G. Oppel. Random fields of broken clouds and their associated direct solar radiation, scattered transmission and albedo // Pure Appl. Opt. 1998. V. 7. P. 1389–1402.
9. Пригарин С.М., Журавлева Т.Б., Воликова П.В. Пуассоновская модель многослойной разорванной облачности // Оптика атмосф. и океана. 2002. Т. 15, № 10. С. 917–924.
10. Зуев В.Е., Титов Г.А. Современные проблемы атмосферной оптики: Т. 9 Оптика атмосферы и климат. Томск: Спектр, 1996. 272 c.
11. Marshak A., Davis A., Wiscombe W., Cahalan R. Radiative smoothing in fractal clouds // J. Geophys. Res.: Atmos. 1995. V. 100, N D12. P. 26247–26261. DOI: 10. 1029/95JD02895.
12. Журавлева Т.Б., Насртдинов И.М., Русскова Т.В. Влияние 3D эффектов облаков на пространственно-угловые характеристики поля отраженной солнечной радиации // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 9. С. 758–766; Zhuravleva T.B., Nasrtdinov I.M., Russkova T.V. Influence of 3D cloud effects on spatial-angular characteristics of the reflected solar radiation field // Atmos. Ocean. Opt. 2017. V. 30, N 1. P. 103–110. DOI: 10.15372/AOO20160906.
13. Titov G.A., Zhuravleva T.B., Zuev V.E. Mean radiation fluxes in the near-IR spectral range: Algorithms for calculation // J. Geophys. Res.: Atmos. 1997. V. 102, N D2. P. 1819–1832. DOI: 10.1029/96JD02218.
14. Титов Г.А. Статистическое описание переноса оптического излучения в облаках: дис. … докт. физ.-мат. наук. Томск, 1988. 361 с.
15. Hess M., Koepke P., Schult I. Optical Properties of Aerosols and Clouds: The Software Package OPAC // Bull. Am. Meteorol. Soc. 1998. V. 79, N 5. P. 831–844.
16. Kneizys F.X., Shettle E.P., Anderson G.P., Abreu L.W., Chetwynd J.H., Selby J.E.A., Clough S.A., Gallery W.O. User Guide to LOWTRAN-7. ARGL-TR-86-0177. ERP 1010. Hanscom AFB. 1988. MA 01731. 137 p.
17. Кожевникова А.В., Тарасенков М.В., Белов В.В. Параллельные вычисления при решении задач восстановления коэффициента отражения земной поверхности по спутниковым данным // Оптика атмосф. и океана. 2013. Т. 26, № 2. С. 172–174; Kozhevnikova A.V., Tarasenkov M.V., Belov V.V. Parallel computations for solving problems of the reconstruction of the reflection coefficient of the earth’s surface by satellite data // Atmos. Ocean. Opt. 2013. V. 26, N 4. P. 326–328.
18. Марчук Г.И., Михайлов Г.А., Назаралиев М.А., Дар­бинян Р.А., Каргин Б.А., Елепов Б.С. Метод Монте-Карло в атмосферной оптике. Новосибирск: Наука, 1976. 284 с.