Влияние микрофизики перистых облаков (Cirrus) на поляризационные характеристики излучения

Восстановление характеристик облаков и аэрозолей по спутниковым данным является важной задачей дистанционного зондирования атмосферы. Помимо оптической толщины на излучение влияет структура, расположение оптически активных слоев, а также их микрофизические свойства. Для решения прямой задачи необходима модель переноса радиации высокой точности, способная детально симулировать спектры поляризованного излучения со строгим учётом молекулярного рассеяния и поглощения наряду с рассеянием атмосферной радиации на частицах, а также эмиссии теплового излучения. Предлагается разработанная Б.А. Фоминым одномерная полинейная модель Fast Line-by-Line Model (FLBLM), которая относительно недавно была усовершенствована для учета поляризационных эффектов с использованием методик из [1], и регулярно обновляется, принимая во внимание самые последние достижения спектроскопии.
В статье [2] были продемонстрированы возможности FLBLM: приведены примеры симуляции спектров отраженной поляризованной солнечной радиации в условиях с облаками и аэрозолем, а также обоснована пассивная технология восстановления на примере высотного профиля аэрозоля. В докладе [3] были представлены результаты численных экспериментов, подтверждающих возможность обнаружения перистых облаков, определения их оптической толщины и структуры, в том числе в ночное время суток (тепловая радиация).
В настоящем докладе будет рассмотрено влияние микрофизики перистых облаков (Ci), в частности эффективного радиуса облачных капель, на спектральную поляризацию излучения в коротковолновой области на основе серии численных экспериментов с вышеупомянутой моделью, а также данными по перистым облакам, предоставленными Брайаном Баумом (Висконсинский университет, США) [4]. Кроме того, будет показана возможность пассивного восстановления профиля и микрофизики перистых облаков с помощью поляриметрической аппаратуры высокого спектрального разрешения.
Автор выражает благодарность Борису Фомину и Тамаре Сушкевич за консультации и всяческую поддержку.
Работа поддержана грантами РФФИ (11-01-00021) и (12-01-00009).

Литература
1. Сушкевич Т.А. Математические модели переноса излучения. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. 661 с.
2. Fomin B., Falaleeva V. A Polarized Atmospheric Radiative Transfer Model for Calculations of Spectra of the Stokes Parameters of Shortwave Radiation Based on the Line-by-Line and Monte Carlo Methods. Atmosphere, 2012, 3(4), 451-467.
3. Фомин Б.А., Фалалеева В.А. Возможность наблюдения структуры облаков и аэрозолей со спутников с поляриметрической аппаратурой высокого разрешения. Сборник тезисов МСАРД–13. Международный Симпозиум стран Атмосферная Радиация и Динамика 2013. – Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный университет, 2013. С. 18-19.
4. Yang P., Bi L., Baum B. A., Liou K. N., Kattawar G. W., Mishchenko M. I., Cole B. Spectrally Consistent Scattering, Absorption, and Polarization Properties of Atmospheric Ice Crystals at Wavelengths from 0.2 to 100 μm. Journal of the Atmospheric Sciences, 2013, 70(1), 330-347.