Поляризация света в атмосфере над океаном в условиях ветрового волнения

Современный уровень требований к получению точных сведений об атмосфере над океаном и построению достоверных прогнозов диктует необходимость разработки сложных информационно-вычислительных систем на базе новых алгоритмов исследований процессов формирования поля солнечного излучения с учетом сферичности земной поверхности и поляризации излучения. Именно в такой постановке формулируют наиболее важные задачи векторной теории переноса солнечного излучения для атмосферы над океаном. Известные математические модели глобальных процессов в атмосфере и океане при учете поляризации не в состоянии воспроизвести реальную многопараметричную картину поля рассеянного солнечного излучения. В докладе приводится математическая модель переноса солнечного излучения, разработанная для сферической системы атмосфера-океан при использовании ряда упрощающих предположений относительно многократного рассеяния. Поле рассеянного излучения рассматривается с позиций теории переноса для компонент вектора Стокса, определяющих интенсивность, степень и азимут поляризации. Для удобства сравнения с решением уравнения переноса в плоской модели атмосферы выбрана сферическая система координат с осью, проходящей в направлении локального зенита. В силу симметрии задачи при солнечном освещении компоненты вектора Стокса в принятой системе координат выражаются функцией четырех переменных, задающих положение точки и направление. Асимметрия в распределении рассеянного излучения формируется под влиянием ветрового волнения океана и зависит от статистических параметров волнения, дисперсии функции наклона микроплощадок поверхности, определяемой направлением и скоростью ветра. В расчетах варьируются аэрозольные модели и характер вертикальной стратификации атмосферы. Модели аэрозоля соответствуют стандартной радиационной атмосфере (SRA). Рассмотрено влияние аэрозольных слоев вулканического происхождения и газовых компонент. Изучено угловое распределение характеристик поляризации рассеянного излучения, выходящего в космос, и оценена их чувствительность к вариациям входных параметров. Проведено сопоставление результатов с данными натурных экспериментов на акватории Индийского океана.