В разделе 3.3 приведены данные радиационных экспериментов, выполненных в 1970-1980-е годы в рамках научных программ КЭНЭКС, АТЭП, ПИГАП и др. В таблице 3.2 перечислены эксперименты, проводившиеся в условиях облачной атмосферы, результаты которых здесь используются для определения спектральных зависимостей оптических параметров (альбедо однократного рассеяния  0 и оптической толщины  0 ) облачных слоев с применением метода, изложенного в главе 6 [1-4]. Спектральные значения параметра индикатрисы g, требуемые для определения оптической толщины 0 , альбедо однократного рассеяния 0 и объемного коэффициента рассеяния a приняты согласно результатам расчетов, проведенных в работе [5]. Подробнее детали определения оптических параметров слоистообразной облачности изложены в работах [6-8].
Анализ результатов радиационных измерений в тропических широтах
Измерения проводились в рамках эксперимента АТЭП над Атлантическим океаном у западного побережья Африки (эксперимент 1: 12.07.1974, широта 16° и эксперимент 2: 04.08.1974, широта 17°). Нижняя и верхняя границы облачности находились на высотах 0,3–3,3 и 0,5–5,0км соответственно для экспериментов 1 и 2. Погрешности измерений составляли 5–7%. Высокие величины объемного коэффициента поглощения k объясняются тем, что измерения проводились в облаках, образовавшихся после сильных выносов песка из пустыни Сахара. Поглощающие свет аэрозольные силикатные частицы (состоящие из нерастворимого вещества и поэтому слабо смачиваемые) находились, по-видимому, в облаке вне капель в большом количестве. Спектральные зависимости оптической толщины 0 и альбедо однократного рассеяния 0 показаны на рис.7.1(а) и 7.2(а), а спектральные значения объемных коэффициентов поглощения k и рассеяния a – в табл. 1.12 Приложения 1. Заметные колебания значений величины оптической толщины (рис. 7.1а) объясняются высокой погрешностью измерений, сглаженные кривые показаны там же.
Анализ результатов радиационных измерений в средних широтах
Измерения проводились в условиях сплошной облачности над Черным морем (эксперимент 3: 10.04.1971, широта  = 44°) и над Азовским морем (эксперимент 4: 05.10.1972, = 47°) в рамках программы КЭНЭКС. Высота нижней и верхней границ облачности в эксперименте 3: 0,4 – 0,85км и в эксперименте 4: 0,3 – 0,85км.
Измерения над Азовским морем выполнялись в условиях сильного промышленного загрязнения атмосферы, о чем свидетельствует более высокая величина объемного коэффициента поглощения k = 0,12км-1, по сравнению с "чистыми" облаками над Черным морем (k = 0,05км-1).
Радиационные измерения, выполнялись в облачных условиях над г. Рустави (эксперимент 5: 05.12.1972, =42°) над поверхностью суши. Нижняя и верхняя границы облачного слоя находились на высотах 3,3 –7,2км. Объемный коэффициент рассеяния в облаках над сушей оказался значительно меньшим, чем над морской поверхностью. Спектральные зависимости оптической толщины 0 и альбедо однократного рассеяния 0 для экспериментов 3 – 5 представлены на рис. 7.1(б) и 7.2(б) и спектральные значения объемных коэффициентов поглощения и рассеяния – в таблице 1.12. Приложения 1.
Анализ результатов радиационных измерений над Ладожским озером
Измерения проводились на широте = 60° в облачной атмосфере, (эксперимент 6: 24.09.1972 и эксперимент 7: 20.04.1985). В эксперименте 6 наблюдалась двухслойная облачность с высотой нижней и верхней границ облачных слоев 0,3 – 2,5км и 2,0 – 3,9км, обсуждаемые здесь результаты получены для всей облачной системы в целом. Высота нижней и верхней границ облачности в эксперименте 7: 1,4 – 0,9км. Оптическая толщина 0 и альбедо однократного рассеяния 0 представлены на рис. 7.1(в) и 7.2(в). Колебания на кривой оптической толщины в случае эксперимента 6 вызвана значительными погрешностями измерений, сглаженная кривая показана на том же рисунке. Отметим, что точность результатов эксперимента 7 более высокая, чем в других, что отражается в более гладком характере зависимости на рис. 7.1в. Результаты восстановления 0 и 0 по данным эксперимента 7 приведены в табл. 1.12 Приложения 1.
Анализ результатов радиационных измерений в высоких широтах
Измерения проводились над Карским морем на широте =75° (эксперимент 8: 01.10.1972; эксперимент 9: 29.05.1976 и эксперимент 10: 30.05.1976). Высота нижней и верхней границ облачности в эксперименте 8: 0,6–1,1км; в эксперименте 9: 5,0–8,0км и в эксперименте 10, в условиях двухслойной облачности: 5,0–8,0км и 7,5–9,0км. В эксперименте 10 отмечается консервативное рассеяние радиации. Высокое значение объемного коэффициента поглощения в эксперименте 8 (k ~ 0,15км-1) вызвано источником сильного загрязнения атмосферы, находившимся с подветренной стороны от места измерений. Спектральные зависимости 0 и 0 показаны на рис. 7.1(г) и 7.2(г).
Рисунок 7.1. Спектральные зависимости оптической толщины, полученные из результатов самолетных радиационных измерений для разных широтных зон:
а) – 17°с.ш.; б) – 45°с.ш.; в) – 60°с.ш.; г) –75°с.ш.
Рисунок 7.2. Спектральные зависимости альбедо однократного рассеяния, полученные на основе самолетных радиационных измерений для разных широтных зон:
а) – 17°с.ш.; б) – 45°с.ш.; в) –60°с.ш.; г) – 75°с.ш. |
