Моделирование характеристик свч- и ик-излучения соа и анализ их взаимосвязи с характеристиками теплового взаимодействия океана и атмосферы, страница 5

3.2. Ограничения и приближения, допущенные в расчетах. При расчетах радиационных характеристик используется упрощение модели, связанное с допущением, что поверхность океана спокойна, а атмосфера — безоблачна. В СВЧ-диапазоне принятое ограничение оправдывается примерно в 50% случаев, поскольку, в соответствии с [45], именно такова частота гидрометеорологических ситуаций, при которых скорость приводного ветра не превышает 7 м/с, водозапас облаков — 0,3 кг/м², а соответствующие значения ЯТ СОА незначительно отличаются от ЯТ при отсутствии волнения и облачности.

Расчет интенсивности излучения водной поверхности /_п в СВЧ-и ИК-диапазонах проведен в широком интервале изменения ТПО при фиксированном (среднеокеаническом) значении солености в соответствии с методиками, изложенными в [40, 47]. Расчет погонного поглощения излучения в тропосфере выполнен с учетом содержания водяного пара (в СВЧ- и ИК-диапазонах), молекулярного кислорода (в СВЧ-диапазоне) [40, 93, 94] и аэрозольной компоненты (в ИК-диа-пазоне) [47, 91, 92].

Согласно [40, 91] поглощение в тропосфере электромагнитных волн в СВЧ- и ИК-диапазонах обуславливается главным образом значениями ее температуры Т_а, абсолютной влажности воздуха р и давления Р, а также характеристиками вертикального распределения этих параметров. В связи с тем что в качестве входных значений рассматриваются не мгновенные (суточные), а среднемесячные величины параметров Т_а, р, Р, для описания их высотных зависимостей выбрана модель стандартной атмосферы [95], согласно которой:

                                 (10)

Среднемесячные значения параметра а в последнем выражении для различных сезонов можно определить из приведенных в [74] среднемесячных значений упругости водяного пара над поверхностью океана е(0) и общего содержания водяного пара в тропосфере , учитывая, что между величинами  [ГПа] и  [кг/м³] существует приближенное соотношение [95]:

                                 (11)

Из (2.10в) и (2.11) вытекает равенство

 [км^-1]                                  (12)

В таблице 3 приведены исходные данные для расчета СВЧ- и ИК-радиометрических характеристик в ЭАЗО Гольфстрим – среднемесячные значения параметров , , , , ,  для четырех времен года.

Таблица 3. Среднемесячные (многолетние) значения температурных и влажностных характеристик в ЭАЗО Гольфстрим

Атмосферное давление у поверхности океана принято равным стандартному значению (Р(0) = 1013 гПа) для всех сезонов года. Последнее связано с тем, что сезонные вариации Р(0) для большинства ЭАЗО Северной Атлантики, включая Гольфстримскую активную зону, составляют 10 -f-15 гПа [75]. Это приводит к незначительным относительным вариациям погонного поглощения, которые не превышают 0,5 -г 0,7% от среднегодового значения поглощения на длине волны 1,35 см и 1 Ч-1,5 % — в окне ИК-диапазона (8 Ч-12 мкм). Для сравнения укажем, что вариации влажности приводного воздуха обуславливают изменения поглощения в СВЧ- и ИК-диапазонах от сезона к сезону на десятки процентов.

Данные, приведенные в табл. 2.3, позволяют рассчитать вертикальное распределение поглощения -f(h) и интенсивности теплового излучения атмосферы /_a(/i). Результирующие значения яркостной и радиационной температуры вычисляются путем интегрирования величин *y(h) и Ia,{h) в интервале высот от 0 до 10000 м с его равномерным разбиением на 500 шагов.