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Sviluppo di algoritmi d’inversione. Empirici Neural network Modelli numerici di trasferimento radiativo. Radiative transfer modeling. Model type/purpose Spectral range/integration Angular integration Polarization Physical Processes/level of parametrization Geometry Input Output
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Sviluppo di algoritmi d’inversione Empirici Neural network Modelli numerici di trasferimento radiativo
Radiative transfer modeling Model type/purpose Spectral range/integration Angular integration Polarization Physical Processes/level of parametrization Geometry Input Output User friendly Examples
Proprieta’ fisiche delle singole molecole e Aerosols (composizione) (p,T) Proprieta’ ottiche delle singole molecole e Aerosols (λ,Ω) Proprieta’ ottiche del volume(λ,Ω) Proprieta’ ottiche della superficie/boundaries(λ,Ω) Equazione del trasporto radiativo (λ,Ω) Soluzione (∫ ∫ …dλdΩ)
Proprieta’ fisiche delle singole molecole e Aerosols (composizione) Processi radiativi d’interazione Proprieta’ ottiche delle singole molecole e Aerosols (λ,Ω) Calcolo delle proprieta’ ottiche di volume: Spessore ottico, albedo di singolo scattering, proprieta’ angolari dello scattering (per es: g o matrice di diffusione) o T,R,A Proprieta’ ottiche del volume(λ,Ω) Risoluzione numerica dell’eq. Del trasporto radiativo Equazione del trasporto radiativo (λ,Ω) Risoluzione numerica di eventuali integrazioni angolari e spettrali Soluzione (∫ ∫ …dλdΩ)
La radiazione scatterata da un generico volume dipende dalla intensita’ e distribuzione angolare della radiazione incidente sul volume che pero’ dipende, atraverso lo scattering dei volumi vicini a sua volta dalla radiazione scatterata (p,T)
Ordini di scattering successivi Montecarlo Doubling or Adding Invariant imbedding Funzioni X e Y Discrete – Ordinate Armoniche sferiche Sviluppo in eigenfuction Pseudo-assorbimento Scattering MULTIPLO: METODI NUMERICI
Si definisce per la trasmissione diffusa e per la riflessione: Un prodotto R1R2 implica:
INSTRUMENT CHARACTERISTICS : NOISE, FILTER RESPONSES, MULLER SIMULATED • GAS ABSORPTION FROM MAJOR AND MINOR GASES • MULTIPLE SCATTERING • POSSIBILITY TO INTRODUCE USER DEFINED DETAILED INPUT • SPECTRAL RESOLUTION AND RANGE ADEGUATE INSTRUMENT SIMULATOR ALTITUDE INCLINATION PERIOD EQ. PASS. TIME ORBIT MODEL EARTH SUBSATELLITE POSITION SCANNING MODEL SCANNING CHARACTERISTICS OBSERVATION GEOMETRY (S, V, ) SURFACE ( (S, V, , ) ,zo) RADIATIVE TRANSFER EQUATION SOLVER SIMULATEDMEASURED INSTRUMENT MODEL INPUT UPWELLING CLEAR SKY ATMOSPHERE THERMODYNAMIC PROFILE (T(z),p(z), gas(z)) RADIANCES RADIANCES CLOUDS (SSOP( ,z)*,( ,z)) AEROSOLS (SSOP( ,z)*,( ,z)) (*) SSOP: Single Scattering Optical Properties SSA Legendre Polynomial coefficients MOLECULAR SCATTERING PROFILE (SSOP( ,z),( ,z)) GAS EXTINCTION PROFILE (( ,z))
HITRAN 2000 TAPE 1 RANGE LNFL TAPE 3 GAS MOLECULES CLEAR SKY ATMOSPHERE THERMODYNAMIC PROFILE (T(z),p(z), gas(z)) LBL GAS EXTINCTION PROFILE (( ,z)) GEOGRAPHYCAL POSITION (LAT,LON) TOPOGRAPHY MODEL ? SURFACE COMPOSITION z(LAT,LON)) REFRACTIVE INDEX DB m(λ,surface) BRDF MODEL SURFACE ( (S, V, , ) ,zo)
CLEAR SKY ATMOSPHERE THERMODYNAMIC PROFILE (T(z),p(z), gas(z)) μPhysical model COMPOSITION PROFILE (SD(z,aerosol)) SD PROFILE (SD(z,aerosol)) COMPOSITION ↓ REFRACTIVE INDEX SSOPM MIEV0 REFRACTIVE INDEX DB m(λ,aerosol) REFRACTIVE INDEX m(λ,z,aerosol) AEROSOLS (SSOP( ,z)*,( ,z)) MIXTURE TYPE Ext,Int SHAPE S(SD,z,aerosol) CLOUDS (SSOP( ,z)*,( ,z))
SD PROFILE (SD(z,water)) SSOPM MIEV0 REFRACTIVE INDEX m(λ,z,water) WATER CLOUDS (SSOP( ,z)*,( ,z)) δ-M SHAPE S(SD,z,water)
Comments on RTM • Completeness of the represented processes. (e.g. type of absorption band model, numerical solution of the multiple scattering) • Assumptions (e.g. Lambertian surface representation) • Internal database (e.g. angular representation of single scattering properties)
Alcuni siti d’interesse www.colorado.edu/physics/phet/simulations/blackbody/blackbody.swf omlc.ogi.edu/calc/mie_calc.htlm www.crseo.ucsb.edu/esrg/sbdart/ http://irina.eas.gatech.edu/rad-codes.htm • Sito che permette di fare simulazioni on-line arm.mrcsb.com/sbdart/ • RTTOV http://www.metoffice.gov.uk/research/interproj/nwpsaf/rtm/
ESEMPI DI MOTIVAZIONI PER LA POSIZIONE DEI CANALI PER ALCUNI STRUMENTI(MODIS e SEVIRI)