Введение
Глава 1. Эффективный алгоритм полинейного расчета пропускания и потоков солнечной радиации в атмосфере 18
1.1. Основные формулы для полинейного расчета пропускания 19
1.2. Оптимизация алгоритма полинейного расчета пропускания 21
а) Тестирование разных алгоритмов расчета контура Фойгта 21
б) Оптимизация частотной сетки 25
в) Предварительный отбор (селекция) линий поглощения 27
г) Редукция неоднородной трассы к однородной 29
д) Результаты моделирования 32
1.3. Учет континуального поглощения водяного пара 40
1.4. Расчет радиации (LBLHOA + DISORT) 44
1.5. Результаты тестирования программ LBLHOA И DISORT 47
а) Сравнение LBLHOA С RFM (Reference Forward Model, Англия) 47
б) Сравнение LBLHOA+ DISORT с эталонными расчетами радиации 49
Основные результаты и выводы 55
Глава 2. Численная оценка спектральных интервалов, перспективных для регистрации континуума водяного пара и димеров воды в ближнем ИК диапазоне 56
2.1. Континуум водяного пара 58
а) Методика определения оптимальных спектральных интервалов 58
б) Водяной пар в смеси с воздухом ("foreign-continuum") 60
в) Чистый водяной пар ("self-continuum") 60
г) Анализ результатов 73
2.2. Димеры воды 74
а) Димеры в чистом водяном паре (самоуширение) 78
б) Димеры в водяном паре в смеси с воздухом (уширение воздухом) 85
в) Поглощение солнечной радиации в атмосфере 90
Основные результаты и выводы 97
Глава 3. Лабораторные исследования континуального поглощения водяного пара в центрах полос ближнего ИК диапазона. Проверка «димсрной гипотезы» 98
3.1. Полоса поглощения 5000-5600 см"1 (1.8-2 мкм) /Фурье-спектрометр; водяной пар/ 98
а) Эксперимент 99
б) Предварительная обработка результатов эксперимента 101
в) Димеры воды и CKD-модель континуума 105
г) Выводы 111
3.2. Подгонка параметров линий водяного пара в интервале 5000-5600 см"1 112
а) Процедура подгонки ИЗ
б) Результаты и обсуждение 117
в) Выводы 127
3.3. Измерение в области 14400 см"1 (0.694 мкм) /ОА-спектрометр; водяной пар в азоте/..128
а) Техника и методика измерений 128
б) Методика определения коэффициента континуального поглощения 132
в) Выводы 136
3.4. Измерение в области 11111 см"1 (0.900 мкм) /ОА-спектрометр; водяной пар в азоте/..137
а) Эксперимент 137
б) Результаты и обсуждение 137
в) Выводы 139
3.5. Измерение в области 10611 и 10685 см (0.94 мкм) /спектрометр внутрирезонаторного затухания; водяной пар в азоте/ 140
а) Эксперимент 140
б) Результаты и обсуждение 141
в) Выводы 148
Основные результаты и выводы 150
Глава 4. Поглощение излучения димерами воды и континуумом водяного пара: анализ имеющихся экспериментальных данных 151
4.1. Измерения при высоких давлениях и температурах 153
а) 5000-5600 см1 (Поберовский, 1976) 154
б) 3400-4000 см1 (Ветров, 1975; Поберовский, 1976; Vigasin и др., 2005) 157
4.2. Лабораторные измерения при температурах близких к комнатным 159
а) 5000-5600 cm"1 (Ptashnik и др., 2004) 160
б) 3100-4200 cm1 (Burch, 1985) 164
в) Современные измерения в полосе 3100-4200 cm1 (Paynter и др., 2007) 168
4.3. Полоса поглощения водяного пара 1600 см"1 175
4.4. Крылья полос поглощения 177
4.5. Измерения в атмосфере: 13340 см"1 (Pfeilsticker и др., 2003) 178
Основные результаты и выводы 181
Глава 5. Влияние погрешности в спектроскопической информации по водяному пару на точность расчета потоков солнечной радиации в безоблачной атмосфере. Вопрос об «аномальном» поглощении 182
5.1. Селективное поглощение водяного пара в центрах полос ближнего ИК диапазона. База данных ESА 184
а) Измерение в полосах v+8 (5300 см"1), 2v (7100 см"1) и 2v+5 (8800 см1) 184
б) Сравнение с HITRAN-2000 185
в) Влияние обновления параметров линий на расчет поглощения солнечной радиации 190
г) Выводы 196
5.2. Влияние эволюции спектроскопических параметров водяного пара на расчет поглощения солнечной радиации в атмосфере 196
а) Используемые данные и программы 196
б) Разные версии базы данных HITRAN 197
в) Разные версии CKD-модели континуума водяного пара 203
г) Слабые линии Schwenke-Partridge (S&P) 205
д) Возможный вклад димеров воды 208
е) Выводы 211
5.3. К вопросу об аномальном поглощении в атмосфере 212
Основные результаты и выводы 215
Заключение 217
Литература 219
Приложение 236
