Моделирование излучения стандартной тропической атмосферы в диапазоне 6-200 ГГц.

Для исследования процессов, происходящих в системе океан-атмосфера, необходима информация о высотных профилях водяного пара и температуры атмосферы. Эта информация не всегда может быть получена контактными методами, в связи с чем, возникает задача разработки дистанционных методов решения данной задачи. Существующие методики решения данной задачи основываются на расчёте «весовых функций» атмосферы, которые показывают - какой из слоёв атмосферы вносит наибольший вклад в её излучение. Для проведения подобных расчётов необходимо моделирование излучения атмосферы. Результатам данной работы и будет посвящён доклад.
Моделирование излучения атмосферы проводилось при помощи специально разработанного программного обеспечения. Данное программное обеспечение производит решение прямой задачи прохождения электромагнитного излучения сквозь плоско-слоистую атмосферу. Для вычисления коэффициентов поглощения газовыми составляющими атмосферы использовался метод полинеиного расчета (Iine-by-line) с использованием спектроскопической базы данных HITRAN. В качестве входных данных использовался стандартный профиль тропической атмосферы со стопроцентной относительной влажностью по всей высоте профиля. Данные условия рассматриваются как предельные для условий атмосферы свободной от осадков и облачности. Профиль был интерполирован с учётом толщины слоя – 100 метров и верхней границы профиля – 25 км. Моделировались условия наблюдения с земли при зенитном угле – 53.5˚.
Для условий описанных выше, проводился расчёт яркостной температуры атмосферы и интегрального поглощения для частот 6-200 ГГц с шагом – 100 МГц. Результаты расчётов представлены в виде зависимостей интегрального поглощения (Нп) и яркостной температуры (К) от частоты. Из полученных зависимостей можно сделать вывод, что максимальное поглощение, при заданных условиях, должно наблюдается в линии поглощения водяного пара – 183.3 ГГц и составлять 175 Нп, а также в сложной линии поглощения кислорода на частотах 55-65 ГГц и составлять 70-90 Нп. Максимальные значения яркостной температуры – 300 К, должны наблюдаться на частотах 55-65 ГГц и 170-195 ГГц.
Кроме того были произведены расчёты весовых функций атмосферы, которые будут также представлены в докладе.
Работа выполнена при поддержке проекта РФФИ №14-02-00839-а.