Моделирование переноса тепловой радиации в атмосфере Венеры

Одной из основных проблем при моделировании переноса атмосферной радиации является проблема моделирования молекулярных спектров. Спектр трактуется как сумма контуров линий. Для расчёта контура линий используется спектроскопические базы. Контур каждой линии рассчитывается до расстояний 25 см-1 от центра. А наблюдающееся поглощение между линиями учитывается с помощью моделей континуума. При этом полагается, что оптически активный газ растворён в смеси азота и кислорода. Но для венерианской атмосферы, в основном состоящей из углекислого газа, эти модели не применимы. И проблема континуального поглощения решается с помощью учёта контуров линий до расстояний 250 см-1 от центра (Haus et al., 2016). Т.е. ширина контура увеличивается на порядок, что существенно увеличивает время расчёта спектров. Кроме того, температура земной атмосферы в основном ниже 300 К. А температура нижних слоёв венерианской атмосферы превышает 700 К. При таких температурах в спектрах проявляется большое количество «слабых» линий. И количество учитываемых линий возрастает на порядки. В итоге время расчётов молекулярных спектров для венерианской атмосферы на несколько порядков требуется большее, по сравнению с аналогичными расчётами для земной атмосферы.
В докладе будут рассмотрены оригинальные эффективные алгоритмы и программы, позволяющие рассчитывать молекулярные спектры для венерианских условий с помощью обычных компьютеров. И будут представлены расчёты молекулярных спектров высокого разрешения для трёх моделей венерианской атмосферы: дневной (на экваторе и в полярных областях) и ночной.
Определённые трудности моделирования переноса тепловой радиации в венерианской атмосфере также связаны с наличием слоя оптически плотных облаков, состоящих из капелек серной кислоты. В докладе будут обсуждены оригинальные эффективные алгоритмы расчётов оптических свойств этих облаков на основе рядов Ми. И представлена Монте-Карло модель переноса радиации в венерианской атмосфере, строго учитывающая молекулярные спектры вместе с рассеянием в облаках.