Применение метода дискретных диполей и приближения физической оптики в задаче рассеяния света на атмосферных ледяных кристаллах перистых облаков для задач дистанционного зондирования

Перистые облака представляют собой тонкие полупрозрачные облака, расположенные на высотах 5-12 км и состоящие преимущественно из ледяных кристаллов размерами от единиц до тысяч микрон. Они покрывают около 30% поверхности Земли и существенным образом влияют на ее радиационный баланс и, следовательно, на климат. Недостаток знаний о радиационных характеристиках перистых облаков являются одним из основных источников неопределенности в современных климатических моделях и долгосрочном прогнозировании погоды.
Основным инструментом, позволяющим оперативно получать информацию о микрофизических параметрах облаков, являются лидары. Однако интерпретация лидарного сигнала требует решения прямой задачи рассеяния света на частицах, характерных для перистых облаков.
Приближение физической оптики демонстрирует наибольшую эффективность при решении задачи рассеяния света на ледяных кристаллах размерами от десятка до тысяч микрометров, однако для успешной интерпретации лидарных данных также необходимо получить решения для размеров частиц от 0,02 до 10 микрон. Для решения задачи рассеяния света на таких частицах неправомерно применять приближение физической оптики, поэтому для решения использовался метод дискретных диполей (ADDA).
В докладе представляются результаты решение задачи рассеяния света на мелких хаотически ориентированных кристаллах неправильной формы размерами от 0,02 до 6 мкм. Решение задачи рассеяния получено в рамках метода ADDA v. 1.4 для длины волны 0,532 мкм и показателя преломления 1,3116. Проведено сравнение полученных результатов с имеющимся решением, полученным в рамках приближения физической оптики.
Расчет матриц рассеяния света для ледяных кристаллических частиц перистых облаков выполнен при финансовой поддержке РНФ (грант № 22-27-00282).