Линейные регрессии для описания зависимости поля солнечной радиации от параметров атмосферы

Представлен анализ зависимостей характеристик солнечной радиации от оптических параметров атмосферы. Приведены результаты для полусферических потоков отраженной и пропущенной атмосферой радиации, освещенности вертикальной поверхности, лучистого притока, и вклада разных порядков рассеяния в безоблачной и облачной атмосфере, а также представлены мгновенные локальные радиационные форсинги на верхней и нижней границах атмосферы и всей атмосферы. Предложены линейные регрессии, описывающие зависимости характеристик солнечной радиации, полученных для ряда значений оптических параметров однородной атмосферы, альбедо подстилающей поверхности и зенитных углов солнца. Рассмотрены случаи слабого и сильного поглощения. Оптическая толщина изменялась от 0.2 до 15, охватывая, таким образом, как чистую безоблачную, так и облачную атмосферу. Исследуемые зависимости рассчитаны с применением методов теории переноса. Выявлены значения оптических параметров, для которых упомянутые зависимости хорошо описываются линейными функциями. Предложенные линейные регрессии позволяют простую и быструю оценку радиационных характеристик в технических задачах (для расчета локальных радиационных форсингов, при выборе типов солнечных батарей, расчете теплового режима домов, учете нагревания почвы солнечной радиацией в сельскохозяйственных прогнозах), при осуществлении интегрирования потоков по зенитному углу солнца, а также для восстановления оптических параметров атмосферы и поверхности при решении обратных задач дистанционного зондирования. Результаты представлены в относительных единицах потока солнечной радиации на верхней границе атмосферы.

Работа выполнена с использованием оборудования Ресурсного центра «Обсерватория экологической безопасности» Научного парка СПбГУ при финансовой поддержке РФФИ в

рамках научного проекта № 16-55-00131 Бел_а - Загрязнения и нагрев атмосферы над мегаполисом на основе моделирования переноса излучения и данных дистанционного зондирования»