Остановимся прежде всего на подходе [8, 20, 25, 26], сущность которого заключается в следующем. В результате самолетных (наземных) измерений получают пространственные (временные), реализации таких параметров полей облачности и радиации, которые достаточно просто определяются экспериментально. Затем, используя предположение об эргодичности п методы корреляционной теории случайных функций, рассчитывают статистические характеристики параметров облачной структуры н радиационного поля. Если какой-нибудь из интересующих пас параметров связан с непосредственно измеряемым линейным преобразованием, то в рамках корреляционной теории его статистические характеристики достаточно просто вычисляются. В случае лее нелинейных связен задача становится значительно более сложной п ее удается существенно упростить, если моделировать облачность в виде нормальной случайной поверхности (в отдельных случаях и марковской), ограниченной на некотором уровне снизу. Исходными параметрами модели являются уровень отрезания, дисперсия и ее производная, радиус корреляции.[ ...]
Другой подход к задаче основан на решении трехмерного уравнения переноса в отдельном облаке конечных горизонтальных размеров [2, 3, 29 32, 35, 36, 39-44]. Оптические характеристики внутри облака, как правило, полагаются постоянными, а облако аппроксимируется сферой, цилиндром, параллелепипедом, усеченный параболоидом вращения и другими геометрическими телами, поверхности которых можно задать аналитически. Для облаков всех геометрических форм уравнение переноса решается методом Монте-Карло при задании соответствующих граничных условий, а для облаков в виде параллелепипедов дополнительно получены решения с помощью модификаций диффузионного и двухпотокового приближений. Поле излучения, преобразованного отдельным облаком, изучается также методом оптического моделирования [7].[ ...]
Радиационные характеристики облачного поля аппроксимируются характеристиками среднего по размерам облака [2, 3], умноженными на вероятность закрытости Солнца облаками, или некоторого эффективного облака [40], горизонтальные размеры которого увеличиваются с ростом балла облачности. В таком приближении не учитываются эффекты взаимного затенения и многократного рассеяния света между облаками (радиационное взаимодействие облаков), которые обусловлены конечными горизонтальными размерами отдельных облаков. При больших баллах или зенитных углах Солнца эти эффекты могут оказывать значительное влняиие на радиационный режим облачного поля.[ ...]
Очевидно, что в рамках последнего из обсуждаемых подходов в лучшем случае можно более или менее корректно оцепить лишь средние по пространству характеристики переносимого излучения при условии, что возможно установить связь между оптико-геометрическими параметрами горизонтально неоднородной детерминированной среды и реального облачного поля как стохастического образования. Установление такой связи представляет достаточно сложную математическую задачу из-за нелинейной зависимости параметров светового поля как от оптических, так и от геометрических характеристик облаков. Далее, в силу нелинейного воздействия радиации на такие физические процессы, как нагревание поверхности Земли, испарение влаги, таяние снега и т.д., уже нельзя ограничиться знанием лишь средних характеристик модулированного облаками поля излучения, необходима более полная информация о его вероятностных свойствах, по крайней мере о дисперсии и корреляционных функциях. Получить же информацию можно лишь при статистическом описании переноса излучения в разорванной облачности. Основу такого описания составляет стохастическое уравнение переноса, после усреднения которого по ансамблю реализаций облачного поля можно получить искомые статистические характеристики излучения.[ ...]
Необходимо отметить, что весьма интересный н перспективный подход к проблеме переноса излучения во фрактальных н мульти-фрактальных облаках развивается в работах [33 , 34 , 37 , 38].[ ...]
Вернуться к оглавлению