Метод G-функций и проблема оптического зондирования земли из космоса

Дистанционные методы исследования природной среды, основанные на регистрации с космических станций оптического излучения, отраженного атмосферой и земной поверхностью, в последние годы получили широкое распространение. Высокая стоимость космических экспериментов предъявляет жесткие требования к оптимальному планированию исследований, предварительному построению адекватных математических моделей, разработке эффективных компьютерных алгоритмов и программ. Большую актуальность поэтому имеют исследования, связанные с математическим моделированием полей многократно рассеянного солнечного излучения в различных областях спектра в системе атмосфера-земная поверхность при учете ее сферичности. Именно в такой постановке формулируют наиболее важные прикладные задачи теории переноса излучения. Из-за многопараметричности и сложности решение их до настоящего времени базируется на численных методах и грубых аналитических аппроксимациях. В теории переноса излучения сейчас сложилась практически тупиковая ситуация, когда стремление повысить эффективность приближенных методик привело к предельной сложности систем уравнений, что делает их решение практически невозможным. В поисках выхода из такой ситуации нами предложен принципиально новый подход. Мы отказались от бесконечной системы ортогональных функций, обычно используемых в приближенной теории, и впервые ввели в теорию переноса излучения систему специальных G-функций, образующих конечномерное функциональное пространство. Метод G-функций допускает аналитическое решение уравнения переноса излучения для произвольной реальной индикатрисы рассеяния и в этом его основное преимущество перед известными приближенными методами. При решении задач дистанционного оптического зондирования Земли методом G-функций мы сохраняем максимальный объем информации, заключенной в ядре уравнения переноса, получая таким образом необходимую физическую прозрачность результатов исследования. Проблема оптического зондирования Земли из космоса получила для своего решения новый эффективный метод – метод G-функций теории переноса излучения.