1 / 27

Распределенная информационно-вычислительная система «Атмосферная радиация»

Распределенная информационно-вычислительная система «Атмосферная радиация». Фирсов К.М. 1) , Фазлиев А.З. 2) , Чеснокова Т.Ю. 2) , Козодоева Е.М. 2) 1) Волгоградский государственный университет, Волгоград 2) Институт оптики атмосферы СО РАН, Томск.

mackenzie-donaldson
Download Presentation

Распределенная информационно-вычислительная система «Атмосферная радиация»

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Распределенная информационно-вычислительная система «Атмосферная радиация» Фирсов К.М.1), Фазлиев А.З.2), Чеснокова Т.Ю.2), Козодоева Е.М. 2) 1) Волгоградский государственный университет, Волгоград 2) Институт оптики атмосферы СО РАН, Томск Работа поддержана грантом 07-07-00269

  2. Атмосфернаярадиация • Задачи • - Пассивное зондирование атмосферы радиометрами • наземного и космического базирования • Радиационные блоки моделей общей циркуляции • атмосферы (моделирование климата) • Оптические характеристики • Прозрачность атмосферы • Потоки радиации • Скорость радиационного нагрева атмосферы

  3. Данные • Большой объем • Разнородные по типам и качеству • Регулярные обновления • (увеличивается объем и меняется структура) • Модели • - Большая трудоемкость расчетов • Жесткие требования к моделям • высокая скорость счета • высокая точность • -Большое количество моделей

  4. ДАННЫЕ ИОА, ВолГУ Оптические характеристики облачности и аэрозоля северного полушария РНЦ Курчатовский институт Оптические характеристики капельных облаков и базовых моделей аэрозоля. Эталонные расчёты восходящей и нисходящей радиации для тестирования моделей переноса радиации в атмосфере. Эталонные расчёты для тестирования методик обработки национальных спутниковых и наземных натурных экспериментов ИВС УРГУ априорная информация по вертикальным профилям температуры, H2O, HDO, О3, СН4, СО2

  5. МОДЕЛИ • ИОА, ВолГУ • Программа для создания look up table архивов для • быстрых расчетов потоков радиации в ИК диапазоне спектра. • Программа расчета потоков радиации в ИК диапазоне спектра. • УРГУ • Программа по определению вертикального профиля • отношения концентрации HDO/H2O в атмосфере из ИК • фурье-спектров солнечного излучения ТехнологияОрганизация доступа ИВС «Атмосферная радиация» к спектроскопическим данным в распределенной ИВС «Молекулярная спектроскопия» (ИОА) на основе веб- сервисов.

  6. Структура портала ATMOS http://atmos.iao.ru Атмосферная химия Атмосферный аэрозоль Атмосферная спектроскопия Атмосферная радиация Климат Солнечно-земные связи Западно-Сибирская низменность Озеро Байкал Управление и оценка качества воздуха ИВС Монография ИВС Монография ИВС Монография ИВС Монография ИВС Монография ИС ИС Монография ИС Монография ИС

  7. Распределенная информационно-вычислительная система «Атмосферная радиация» http://atrad.atmos.iao.ru - ИОА СО РАН http://atmos.physics. usu.ru - Уральский госуниверситет http:// remotesensing.ru http://atmos.volsu.ru - Волгоградский госуниверситет

  8. Измерения атмосферной радиации

  9. Справочная база данных об оптических характеристиках атмосферы MODIS

  10. Радиационная модель ИОА Основное назначение радиационной модели ИОА – расчет атмосферного переноса  теплового и солнечного излучения с учетом аэрозольного и молекулярного рассеяния, газового поглощения для произвольных атмосферных условий, в том числе: 1. Расчет эффективных коэффициентов поглощения и функций пропускания с помощью рядов экспонент  на основе атласа спектральных линий HITRAN2004; 2. Расчет интенсивности и потоков радиации коротковолнового излучения методом дискретных ординат DISORT  на верхней границе атмосферы и у поверхности Земли с учетом облачности; 3. Вычисление атмосферных потоков теплового излучения и скоростей выхолаживания  на произвольных уровнях атмосферы.

  11. Коротковолновая радиация База спектральных линий HITRAN, GEISA Сечения поглощения Модели континуальногопоглощения Метеомодели Молекулярное поглощение Молекулярное рассеяние Аэрозольное рассеяние Подстилающая поверхность Облака Модели Блок Расчета радиации Данные Сферических Гармоник DISORT Монте-Карло Радиационные характеристики

  12. Структура данных в HITRAN-2005 Число спектральных линий HITRAN-2005 – 1.5 млн. HITRAN-2008 – 2.5 млн.

  13. Основные принципы, положенные в основу создаваемых прикладных программ: Применять методики обеспечивающие автоматизированную обработку информации Высокая степень параметризации

  14. Аппроксимация функции пропускания рядом экспонент

  15. АЛГОРИТМ РАСЧЕТА ПЕРЕНОСА РАДИАЦИИ Молекулярное поглощение аппроксимация рядом экспонент Входные данные Высотные профили Р(h), Т(h), C(h) Солнечная постоянная S() Аппаратная функция F(), [1, 2] Расчет line-by-line высотные профили k(,h), [1, 2] параметризация Ci, ki(h), i=1,N; N=3-7 Ci=f(S(), F()) Метод учета молекулярного поглощения

  16. Тестовые расчеты нисходящих потоков (Вт/м2) в спектральном интервале 10000-10500 см-1, чисто поглощающая атмосфера, спектральная база данных HITRAN-92, метео - MLS, зенитный угол 30о

  17. Перенос солнечной радиации Нисходящие потоки на уровне подстилающей поверхности. Содержание жидкой воды - 0.008 см, содержание озона - 340 ед. Добсона. Положение облачного слоя 0.58-085 км, эффективный радиус облачных капель - 7,2 мкм, зенитный угол солнца - 47о, общее содержание паров воды 1.6 г/см2.

  18. ИВС «Атмосферная радиация» http://atmos.iao.ru

  19. ИВС «Атмосферная радиация» http://atmos.iao.ru

  20. Расчет ИК потоков Модель предназначена для вычисления нисходящих, восходящих и суммарных потоков ИК радиации и скоростей  радиационного выхолаживания в атмосфере. Молекулярное газовое поглощение рассчитывается методом «к-распределения» на основе HITRAN2004. Диапазон спектра от 0 до 3000 см-1 Спектральное разрешение 20 см-1 Высоты от 0 до 100 км.

  21. ИВС «Атмосферная радиация» http://atmos.iao.ru

  22. Влияние вариаций общего содержания паров воды на нисходящие потоки длинноволновой радиации

  23. Форсинг СО2 Метео для Нижнего Поволжья Июль, 1999-2009 Удвоение СО2

  24. Континуальное поглощение (Удвоение концентрации СО2~ 3 Вт/м3)

  25. FIRE-ARMS(УрГУ) http:// remotesensing.ru Спектры высокого разрешения яркости и пропускания безоблачной слабоаэрозольной атмосферы для различных геометрий наблюдения: надир, зенит, лимб, наклонные трассы. Решение обратных задач определения вертикальных профилей температуры и профилей оптически активных газов по данным современных спутниковых спектрометров высокого разрешения типа IMG, AIRS, TES, IASI

  26. Информационные ресурсы и модели собранные в ИВС представляют интерес для следующих групп специалистов: 1. Специалисты в области атмосферной радиации, атмосферной химии и спектроскопии, климата и прогноза погоды 2. Потребители информации в смежных областях науки (метеорологи, экологи и т.д.) 3. Аспиранты и студенты

  27. Благодарю за внимание

More Related