XXII.P.206
Параметризация газового поглощения тепловой радиации в атмосфере Венеры для радиационных блоков климатических моделей
Фомин Б.А. (1,2), Разумовский М.В. (3)
(1) Центральная аэрологическая обсерватория, Долгопрудный, Россия
(2) Институт глобального климата и экологии им. академика Ю. А. ИЗРАЭЛЯ, Москва, Россия
(3) Московский физико-технический институт (государственный университет), Долгопрудный, Россия
Представлена «быстрая» параметризация газового поглощения тепловой радиации в атмосфере Венеры на основе метода «к-распределений», позволяющего моделировать интегральные потоки радиации с учётом рассеяния в облаках. С помощью параметризации выполнение расчёта потоков сводится к необходимости решений уравнений переноса радиации всего в четырёх десятках точек эффективного спектра молекулярного поглощения, вместо необходимости выполнения миллионов решений уравнений переноса в точках реального спектра (методом “Line-by-Line”). Параметризация рекомендуется для «быстрых» радиационных блоков моделей общей циркуляции атмосферы, например, климатических.
Одной из основных проблем при моделировании переноса радиации в атмосфере Венеры является проблема учёта молекулярных спектров в её рассеивающей атмосфере. Спектр трактуется как сумма контуров линий, для расчёта которых используются спектроскопические базы. При этом температура нижних слоёв венерианской атмосферы превышает 700 К. При таких температурах в спектрах проявляется большое количество «слабых» линий. И количество учитываемых линий возрастает - достигает сотен миллионов. В итоге время расчётов молекулярных спектров для венерианской атмосферы даже на несколько порядков требуется большее, чем в аналогичных расчётах для земной атмосферы. Это тем более делает невозможным непосредственное вычисление спектров (методом Line-by-Line) в радиационных блоках, где требуется высокое быстродействие.
В данной работе проблема решается с помощью параметризации спектров методом «к-распределений» (k-distributions). С помощью этого метода реальный спектр заменяется эффективным, состоящим всего из нескольких десятков прямоугольных «линий». В данной работе полученные эффективные спектры состоят из четырёх десятков «линий» в спектральном интервале 10-6000 см-1. Важно подчеркнуть, что эффективные спектры, полученные методом «к-распределений», применимы и в уравнениях переноса радиации с учётом рассеяния в облаках. Таким образом при расчёте интегральных потоков количество решений уравнений переноса радиации снижается от сотен миллионов до всего четырех десятков. Это и позволяет на несколько порядков увеличить скорость расчёта потоков. Методика получения эффективных спектров представлена в работе (Fomin, 2004), где с успехом применялась для земной атмосферы.
Следует отметить что параметризация разрабатывалась и валидировалась с помощью оригинальной Line-by-Line модели представленной на предыдущей конференции. А также расчётами из работы (Haus et al., 2016). Подробно параметризация будет представлена в докладе.
Ключевые слова: Ключевые слова: Венера, атмосфера, тепловые потоки, молекулярные спектры, параметризация, метод к-распределений».
Ключевые слова: Венера, атмосфера, тепловые потоки, молекулярные спектры, параметризация, метод к-распределений».
Венера, атмосфера, тепловые потоки, молекулярные спектры, параметризация, метод к-распределений».Литература:
- Fomin, B.A., A k-distribution technique for radiative transfer simulation in inhomogeneous atmosphere: 1. FKDM, fast k-distribution model for the longwave//J.Geophys.Res.,109, D02110, doi:10.1029/2003JD003802, 2004.
- Haus R., Kappel D., Tellman S., Arnold G., Piccioni G., Drossart P., Hausler B. Radiative energy balance of Venus based on improved models of the middle and lower atmosphere// Icarus 272. 2016. pp.178-205. http://dx.doi.org./10.1016/j.icarus.2016.02.048.
Презентация доклада
Ссылка для цитирования: Фомин Б.А., Разумовский М.В. Параметризация газового поглощения тепловой радиации в атмосфере Венеры для радиационных блоков климатических моделей // Материалы 22-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2024. C. 478. DOI 10.21046/22DZZconf-2024aДистанционное зондирование планет Солнечной системы
478