Универсальная Line-by-Line модель для задач зондирования атмосферы со спутников: новая версия

Разработка и тестирование спектрометров для зондирования атмосферы и, в особенности, обработка получаемых ими результатов требуют высокоточных моделей, позволяющих ‘ab initio’ учитывать процессы распространения радиации, как в чистой атмосфере, так и содержащей облака и аэрозоли. В докладе рассматриваются алгоритмы и программы, полученные автором для таких моделей на основе “Line-by-Line” (LBL) и Монте-Карло (МК) методов, обладающие следующими свойствами:
- время расчета функций пропускания атмосферных слоёв практически не зависит от спектрального разрешения в вычислениях (т.е. ширины спектральных линий);
- время расчета для нерассеивающей атмосферы практически не зависит от числа каналов спектрометра;
- время расчета для общего случая рассеивающей и селективно поглощающей атмосферы в основном зависит лишь от числа каналов спектрометра и точности вычислений и практически не зависит от ширины каналов и спектрального разрешения в вычислениях.
В докладе также представлена новая, значительно более эффективная, версия модели FLISS (Fast LIne-by-line satellite Signal Simulator) для спектрометров, работающих в микроволновом, инфракрасном, видимом и ультрафиолетовом диапазонах, которая состоит из четырёх пакетов программ для описания распространения радиации: 1- тепловой без учёта рассеяния; 2- тепловой в плоскопараллельной рассеивающей атмосфере; 3- солнечной без учёта рассеяния; 4- солнечной в плоскопараллельной рассеивающей атмосфере. Также в новой версии учтен “line-coupling” эффект, влияющий на распространение радиации в полосах поглощения углекислого газа. Следует отметить, что в настоящее время практически только FLISS позволяет моделировать рассеяние тепловой радиации в широких спектральных интервалах. Особо следует подчеркнуть, что FLISS был задуман как максимально “user-friendly” модель, в которую пользователь не должен вводить никакую информацию кроме имеющей ясный физический смысл. Это, в сочетании с высокой скоростью вычислений и возможностью инсталляции на обычных компьютерах, делает FLISS весьма перспективным и для обучения специалистов.
В докладе будут также представлены результаты сравнения FLISS и его наиболее известного зарубежного аналога FASCOD (США).
Работа поддержана грантом РФФИ 05-01-00202.