Моделирование оптических явлений в атмосфере в присутствии анизотропной кристаллической облачности: горизонтально ориентированные частицы

Представлена математическая модель переноса солнечного излучения в атмосфере, содержащей слой кристаллических облаков с анизотропией относительно зенитного угла падающего излучения. Описан оригинальный алгоритм метода Монте-Карло для расчета угловой структуры неполяризованного солнечного излучения с учетом многократного рассеяния, отражения от подстилающей поверхности и ослабления аэрозольными частицами и молекулярного рассеяния. Для расчета радиационных характеристик используется разработанная ранее в ИОА СО РАН (Томск, Россия) оптическая модель анизотропной среды, состоящая из горизонтально ориентированных гексагональных пластинок и столбиков Парри (видимый диапазон). Приведенные результаты моделирования полей отраженной радиации, выполненные без учета аэрозольно-молекулярной компоненты атмосферы и отражения от подстилающей поверхности, позволяют выявить специфические особенности переноса излучения, обусловленные исключительно эффектами анизотропии кристаллических облаков. Описаны механизмы воздействия на оптические явления эффектов отражения излучения от подстилающей поверхности и аэрозольного ослабления. Показано, что по мере увеличения альбедо подстилающей поверхности вне основных линий гало формируется почти изотропное поле излучения, а интенсивность различных линий гало уменьшается до уровня, когда эти линии или их отдельные компоненты становятся практически невидимыми на фоне вклада, формируемого отраженным от поверхности излучением. Развитый радиационный код планируется использовать для исследования оптических явлений при наблюдении с поверхности Земли и из космоса, в том числе – для изучения рассеяния на ориентированных частицах в области солнечных бликов.
Работа выполнена в рамках государственного задания ИОА СО РАН.