ИСТИНА

Влияние пространственной структуры осадков на поляризационные характеристики уходящего теплового микроволнового излучения дождевой атмосферы. Илюшин Я.А. (1,2), Кутуза Б.Г. (2) 1. Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова 2. Институт радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова РАН 1. Россия 119992 ГСП­2 Москва Ленгоры МГУ физический факультет e­mail ilyushin@phys.msu.ru 2. Институт радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова РАН Моховая 11­7, Москва, 125009, Россия тел. +7(495)629­33­65, факс. +7(495)629­36­78 E­mail Kutuza@cplire.ru В представленной работе в рамках теории переноса излучения сделаны теоретические оценки интенсивности и поляризации теплового радиоизлучения дождевых осадков, при наблюдении их микроволновыми радиометрами из космоса. В рамках построенной модели вычислены радиационные характеристики среды (поглощение и рассеяние электромагнитных волн заданной частоты и поляризации единицей объема для длин волн 3, 8, 15.4 и 22 мм. Комплексная диэлектрическая проницаемость жидкой воды определяется формулой Дебая [1]. Приближенно принято, что падающие капли имеют форму сплюснутого сфероида с вертикально ориентированной осью симметрии. Отношение осей сфероида задается известной приближенной формулой [2]. Распределение капель по размерам в дождевых осадках задается формулой Маршалла­Пальмера[2]. Сечения ослабления и рассеяния для сфероидальных частиц фиксированной ориентации вычислены методом Т­матриц с помощью общедоступных компьютерных кодов [3]. В работе исследована модель дождевой ячейки в виде куба 3 х 3 х 3 км, равномерно заполненного падающими дождевыми каплями. Подстилающая поверхность приближенно считается плоской поверхностью серого тела, тепловое радиоизлучение которого изотропно и незначительно поляризовано в вертикальной плоскости. В миллиметровом диапазоне длин волн эта модель является разумным приближением для большинства земных почв и грунтов и растительных покровов. Поглощение жидкокапельными облаками и молекулами атмосферных газов учитывается отдельно и проводится оценка их влияния на исследуемое поле теплового радиоизлучения. Численное решение векторного уравнения переноса излучения (ВУПИ) в трехмерной области проводилось итерациями конечно ­ разностного метода дискретных ординат (ДО). Интеграл рассеяния вычислялся с помощью гауссовской квадратурной формулы Лебедева G29 с 302 узлами на сфере направлений. В работе показана определяющая роль ячеистой структуры дождевых осадков в формировании пространственно­углового распределения интенсивности и поляризации наблюдаемого теплового излучения, и необходимость рассмотрения переноса излучения в трехмерно­неоднородной рассеивающей среде для моделирования и анализа полей радиотеплового излучения реальных дождевых осадков. Исследование выполнено при поддержке гранта РФФИ 13­02­12065 офи­м "Фундаментальные задачи микроволнового дистанционного зондирования Земли из космоса". Авторы благодарят администрацию НИВЦ МГУ им. М.В.Ломоносова за предоставленный доступ к вычислительным ресурсам высокопроизводительных параллельных суперкомпьютерных комплексов СКИФ­ГРИД "Чебышев" и "Ломоносов". Литература 1. А.Ye. Basharinov, А.S.Gurvich, S.Т. Egorov "Radio emission of the Earth as a planet", М.: Nauka, 1974. 2. Czekala H., Simmer C. Microwave radiative transfer with nonspherical precipitating hydrometeors, Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 1998. V.60. N.3. PP.365­374 3. A. Moroz, "Improvement of Mishchenko's T­matrix code for absorbing particles," 2005. Appl. Opt. V.44. PP.3604­ 3609.