Обобщение трехмерной скаларной модели переноса излучения SHDOM на векторный случай

Одной из проблем обработки сигнала при дистанционном спутниковом зондировании является учет трехмерности среды, например, в случаях рваной облачности или полости в облаке. SHDOM является хорошо опробированным расчетным кодом для трехмерной модели, однако он не учитывает поляризацию. Учет поляризации не только улучшает контрастность изображения, но также позволяет решать более широкий класс обратных задач дистанционного зодирования, принимая во внимание поляризационные свойства среды.
В данной работе произведено обобщение трехмерного скалярного кода SHDOM на векторный случай. Векторная модель основана на построении комплексных и обобщенных сферических функций в энергетическом представлении параметров Стокса. Ограничившись рассмотрением макроскопически изотропных и зеркально симметричных сред нам удалось сохранить две основные особенности скалярной модели: использование обощенных сферических функций с представлением поля яркости с помощью дискретных ординат, а также применение метода коротких характеристик для расчета значений параметров Стокса в угловых точках сетки. В рамках формализма обобщенных сферических функций были обощены на векторный случай дельта-М метод, TMS-коррекция, а также построение адаптивной сетки.
Разработанный код VSHDOM может использовать приближение независимых атмосферных стоблов (ICA), основанное на одномерном методе дискретных ординат с матричной экспонентой. Скорость счета в рамках этого подхода меньше, чем у метода итераций. Однако он требует меньше памяти. Численные расчеты, представленные в работе, показывают, что параметр Стокса Q, описывающий линейную поляризацию, может быть получен с достаточной точностью в рамках ICA. Также в работе представлены численные расчеты, иллюстрирующие точность векторной модели на примере реалистичных облаков.