Гиперспектральная модель переноса солнечного излучения в облаках с учетом анизотропии среды и поляризации

Перспективные системы дистанционного зондирования природных сред и объектов техногенной сферы связаны с гиперспектральными подходами, которые позволят перейти от качественных и визуальных характеристик изображений к идентификации и количественным оценкам наблюдаемых компонент среды или объектов. Носителями информации о наблюдаемых средах и объектах в видимом диапазоне спектра являются характеристики электромагнитного излучения, т.е. рассеянного солнечного света. В настоящее время одной из актуальных задач дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) является исследование облаков и аэрозолей - самых динамичных и неопределённых факторов в радиационном форсинге на климат. Особенно остро стоит проблема исследований их структуры и наиболее эффективным подходом является поляриметрия - это метод исследования облаков и аэрозолей по характеристикам рассеянного солнечного света с учетом его поляризации и деполяризации. Рассеянные лучи несут важную информацию о свойствах частиц, в том числе об их размере, форме, показателе преломления и химическом составе. Для решения проблемы в последнее время интенсивно развивается метод, основанный на регистрации спектров высокого разрешения и гиперспектров отражённого поляризованного солнечного излучения в области полос поглощения атмосферных компонент (наземная сеть AERONET и спутниковый прибор POLDER).
В данной работе представлена прямая одномерная гиперспектральная модель переноса солнечного излучения FLBLM (Fast Line-by-Line Model) [1], которая позволяет моделировать поляризационные характеристики уходящей солнечной радиации с высокой точностью и любым спектральным разрешением с учетом влияния температуры и давления. В модели FLBLM использованы численный алгоритм быстрого суммирования спектральных линий, разработанный Б.А.Фоминым [2], последняя версия континуума MT-CKD и база спектроскопических данных HITRAN-2009.Расчет показывает, как изменяется линейная поляризация при наличии в атмосфере кучево-дождевого (Cb) и перистого (Ci) облаков отдельно и вместе.
Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований (проекты 14-31-50047-мол_нр, 12-01-00009, 14-01-00197).

1. B.A. Fomin, V.A. Falaleeva. Polarized Atmospheric Radiative Transfer Model for Calculations of Spectra of the Stokes Parameters of Shortwave Radiation Based on the Line-by-Line and Monte Carlo Methods // Atmosphere, 2012, 3(4), pp. 451-467.
2. B.A. Fomin. Effective interpolation technique for line-by-line calculations of radiation absorption in gases // Journal Quant. Spectrosc. Rad. Transfer, 1995, V. 53, pp. 663-669.