Тринадцатая Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса"
XIII.A.492
Исследование вариантов лебеговского осреднения спектров инфракрасного излучения
Герцев М.Н.(1,2), Шильков А.В.(1), Аристова Е.Н.(1)
(1)Институт прикладной математики им. М.В.Келдыша РАН, (2)Моссковский физико-технический институт (государственный университет)
Работа посвящена исследованию влияния на результат расчета переноса инфракрасного спектра излучения ускорение процедуры получения лебеговских коэффициентов для расчетной программы.
Метод лебеговского осреднения состоит из:
1) Разделение спектра излучения на несвязные группы так, чтобы при всех энергиях одной группы наибольшая оптическая толщина среды была у одного и того же газа - носителя резонанса;
2) В каждой несвязной группе, в уравнении переноса излучения переходим от энергетической переменной к лебеговской - нормированная мера вложенных лебеговских множеств, построенных по коэффициенту поглощения.
Проверка метода проводилась в единой программе по точной характеристической разностной схеме, позволяющей получать результаты расчета переноса для различных осреднений : прецизионный line-by-line расчет, многогрупповой метод, метод лебеговского осреднения и пр. В то время, как лебеговское осреднение сокращает время работы программы, уменьшая объем вычислений и выделяемой памяти на 5 порядков (от десятка миллионов точек на шкале энергий для line-by-line расчета до двух сотен точек на шкале лебеговской переменной), этап подготовки расчетных данных для лебеговского расчета остается таким же громоздким по объему выделяемой памяти и вычислениям, как и подготовка к line-by-line расчету.
Ускорить данный этап можно, если провести некоторую предварительную процедуру осреднения молекулярных сечений поглощения атмосферных газов, создав базу "молекулярных лебеговских коэффициентов", из которой можно получить, необходимый для расчетной программы переноса излучения, лебеговский коэффициент. При таком подходе к подготовке данных мы сталкиваемся с тем, что построение вложенных лебеговских множеств мы не можем сделать на основании точного коэффициента поглощения. Для исследования влияния такого ускорения, было проведено сравнение результатов расчета переноса излучения в упомянутой программе при различных методах расчета лебеговского коэффициента:
1) построение по точно восстановленному коэффициенту поглощения;
2) восстановление из базы "лебеговских коэффициентов", построенной по точному коэффициенту поглощения;
3) восстановление из базы данных, построенной по доминирующему коэффициенту поглощения (коэффициент поглощения среды, состоящей из газа - носителя резонанса и газов, имеющих высотное распределение, схожее с газом-носителем);
4) восстановление из базы данных, построенной на основании спектра молекулярного поглощения газа-носителя.
Методы и алгоритмы обработки спутниковых данных
22