Успехи теории переноса атмосферной радиации и их применение в задачах зондирования атмосферы

Разработка и тестирование спектрометров для зондирования атмосферы и, в особенности, обработка получаемых ими результатов требуют высокоточных моделей, позволяющих ‘ab initio’ учитывать процессы распространения радиации, как в чистой атмосфере, так и содержащей облака и аэрозоли. В докладе рассматриваются алгоритмы и программы, полученные автором для таких моделей на основе “Line-by-Line” (LBL) и Монте-Карло (МК) методов, обладающие следующими свойствами:
- время расчета функций пропускания атмосферных слоёв практически не зависит от спектрального разрешения в вычислениях (т.е. ширины спектральных линий);
- время расчета для нерассеивающей атмосферы практически не зависит от числа каналов спектрометра;
- время расчета для общего случая рассеивающей и селективно поглощающей атмосферы в основном зависит лишь от числа каналов спектрометра и точности вычислений и практически не зависит от ширины каналов и спектрального разрешения в вычислениях.
В докладе также представлена универсальная модель FLISS (Fast LIne-by-line satellite Signal Simulator) для спектрометров, работающих в микроволновом, инфракрасном, видимом и ультрафиолетовом диапазонах. FLISS состоит из четырёх пакетов программ для описания распространения радиации: 1- тепловой без учёта рассеяния; 2- тепловой в плоскопараллельной рассеивающей атмосфере; 3- солнечной без учёта рассеяния; 4- солнечной в плоскопараллельной рассеивающей атмосфере. Принципиальной особенностью программ является их точность и быстрота (на 1-2 порядка превышающая аналоги), что обеспечивается вышеуказанными алгоритмами. Следует отметить, что в настоящее время практически только FLISS позволяет моделировать рассеяние тепловой радиации в широких спектральных интервалах. Особо следует подчеркнуть, что FLISS был задуман как максимально “user-friendly” модель, в которую пользователь не должен вводить никакую информацию кроме имеющей ясный физический смысл. Это, в сочетании с высокой скоростью вычислений и возможностью инсталляции на обычных компьютерах, делает FLISS весьма перспективным и для обучения специалистов.