Моделирование характеристик свч- и ик-излучения соа и анализ их взаимосвязи с характеристиками теплового взаимодействия океана и атмосферы, страница 3

Моделирование динамики тепловых и электромагнитных потоков и анализ их взаимосвязи были проведены для нескольких вариантов, отличающихся характером стока тепловой энергии с границы раздела океана и атмосферы к внешним границам атмосферного и океанского пограничных слоев и за их пределы:

1)  тепло от границы раздела СОА и одновременно распространяется к внешней границе атмосферного пограничного слоя и к внешней границе океанского пограничного слоя;

2)  сток тепла происходит только в сторону нижнего слоя океана;

3)  сток тепла идет только в сторону свободной атмосферы.

Для этих вариантов был выполнен регрессионный анализ соотношений между вариациями потоков явного () и скрытого () тепла и вариациями яркостной () и радиационной () температур в СВЧ- и ИК-диапазонах при различных уровнях наблюдений (со спутника, с самолета, с судна). В частности, исследована возможность аппроксимации величин ,  в случае стока тепла в обе стороны от границы раздела океана и атмосферы в виде линейных попарных комбинаций величин  () на различных участках спектра (спутниковый уровень). Соответствующие результаты представлены на рис. 2.

Решение последней задачи включает:

1)  определение коэффициентов регрессий между величинами , и () на начальной стадии формирования отклика СОА на тепловое возбуждение;

2)  аппроксимацию величин ,  на этой стадии с учетом вычисленных регрессионных коэффициентов;

3)  экстраполяцию (прогноз последующих эволюции) величин , с помощью полученных на начальной стадии регрессий с учетом эволюции величин  () на финальной стадии формирования отклика СОА.

Из рис. 2 видно, что вариации интенсивности излучения СОА в участках спектра 10 мкм и 5,7 мм, а также 1,35 см и 3,2 см обеспечивают наилучшее качество воспроизведения эволюции потоков q_h, q_eна протяжении всего двухсуточного интервала формирования теплового отклика. Дальнейшее увеличение количества спектральных участков как степеней свободы при аппроксимации тепловых потоков с помощью излучательных характеристик (от двух до трех и более) не приводит к существенному улучшению. Очень близкие к спутниковому варианту результаты дает оценка тепловых потоков на границе раздела СОА по электромагнитным потокам, наблюдаемым на верхней границе атмосферного пограничного слоя, т. е. на самолетном уровне. В то же время результаты, полученные с помощью электромагнитных потоков, измеренных на нижней границе АПС (корабельный уровень наблюдений), где влияние атмосферы минимально, отличаются от спутникового и самолетного вариантов гораздо более низким качеством воспроизведения эволюции тепловых потоков.

В целом, результаты анализа отклика собственного СВЧ- и ИК-из-лучения САО на возмущения теплового равновесия на ее границе в мезометеорологическом диапазоне временных масштабов позволяют сделать следующие выводы.

1. Процессы тепловлагообмена на границе раздела СОА оказывают влияние не только на характеристики собственного СВЧ- и ИК-излучения приводного слоя атмосферы, но и на излучательные характеристики всей системы. Об этом свидетельствуют данные исследований эволюции яркостной и радиационной температуры в свободной атмосфере (спутниковый уровень наблюдений), на верхней границе атмосферного пограничного слоя (самолетный уровень) и их сопоставление с эволю-циями тепловых потоков на границе раздела океана и атмосферы. Отсюда в частности, следует, что отклик тепловых и электромагнитных потоков на возбуждение всей системы формируется примерно за одно и то же время (1-2 сут), которое совпадает со временем адаптации температурных и влажностных характеристик системы к внешнему притоку тепла.