Компьютерное моделирование поляризационных высокоспектральных измерений для аэрокосмических систем дистанционного зондирования Земли

Нюанс состоит в том, что исходные модели – векторные кинетические уравнения переноса излучения с учетом поляризации – монохроматические, т.е. решение можно определять с любым высоким спектральным разрешением, которое зависит от спектрального разрешения константного обеспечения для описания рассеяния и поглощения поляризованного излучения, т.е. коэффициентов уравнения.
Облака и аэрозоли «продолжают оставаться главной неопределенностью в радиационном воздействии» на климат, метеорологию и прогноз погоды. Поэтому восстановление характеристик облаков и аэрозолей является важной задачей спутникового зондирования атмосферы. В настоящее время спутники, такие как MODIS, предоставляют более или менее полные данные о глобальном распределении оптических толщин. Однако радиационное воздействие зависит не только от оптической толщины, но также и от структуры оптически активных составляющих, в особенности от их высотных профилей. Таким образом, необходимо разработать соответствующие экспериментальные и теоретические методы для восстановления структуры облаков и аэрозолей.
Для восстановления структуры аэрозолей и облаков полезны не просто данные высокого разрешения, но также информация о поляризации. Мы продемонстрируем, почему данные с поляриметрических приборов высокого разрешения играют такую важную роль, и приведем несколько примеров того, как они могут помочь решению многих проблем дистанционного зондирования. Одна из них связана с полупрозрачными перистыми облаками (Ci), которыми часто пренебрегают, полагая «невидимыми», и получают существенные ошибки в восстановленных характеристиках (температуры поверхности, высоты облака и т.д.). Вышеупомянутая технология может также применяться для обнаружения перистых облаков.
Будут представлены одномерные «прямые» модели переноса поляризованного солнечного и теплового излучения, разработанные для технологии восстановления. Эти модели основаны на сочетании полинейных (Line-by-Line) и Монте-Карло методов со строгим учетом молекулярного рассеяния и поглощения наряду с рассеянием поляризованной атмосферной радиации на частицах, а также эмиссии теплового излучения. Проведена серия численных экспериментов с различными моделями аэрозолей и облаков, включая модели с данными по реальным перистым облакам (Ci), которая наглядно демонстрирует реальные возможности технологии восстановления структуры атмосферных составляющих.
Работа поддержана грантами РФФИ (проекты 11-01-00021, 12-01-00009) и проектом 3.5 ОМН ПФИ РАН.