Во второй главе описаны основные радиационные характеристики, используемые для расчета характеристик поля рассеянной солнечной радиации в безоблачной атмосфере, рассмотрены особенности применения одного из наиболее распространенных численных методов современной теории переноса радиации – метода Монте-Карло. Для расчета характеристик солнечной радиации в условиях сплошной облачности представлены асимптотические формулы теории переноса излучения , , , .

Метод Монте-Карло находит все более широкое применение при расчетах радиационных характеристик. В отличие от других численных методов, он позволяет максимально точно и подробно учесть все особенности взаимодействия излучения с атмосферой и поверхностью, что делает его незаменимым при “эталонных” расчетах радиационных характеристик атмосферы . Кроме того, метод Монте-Карло делает возможным моделирование процессов измерения потоков и интенсивностей солнечной радиации с помощью реальной аппаратуры, что особенно важно в задачах интерпретации результатов измерений. Именно это и послужило основной причиной выбора данного метода применительно к анализу результатов самолетных измерений потоков солнечного излучения, который будет представлен в гл. 3–5. Наконец, заметим, что метод Монте-Карло достаточно прост и гибок, что позволяет легко реализовывать вычислительные алгоритмы на ЭВМ и без труда трансформировать их для решения других задач теории переноса. Можно прогнозировать расширение области его применения в ближайшее время, учитывая появление современных компьютерных систем с параллельными вычислениями , для которых метод Монте-Карло идеально подходит. Основной и весьма серьезный недостаток этого метода заключается в том, что результаты, полученные с его помощью, содержат случайную погрешность (т.е. этот метод действительно является полным аналогом измерений). Уменьшение этой погрешности может быть достигнуто за счет увеличения времени вычислений, однако, учитывая высокое быстродействие современных компьютеров, минимизация случайной погрешности до разумных величин вполне достижима.

Представленные аналитические формулы использованы далее для получения соответствующих “обращенных” формул, выражающих оптические параметры облачного слоя через измеренные величины интенсивности или потоков солнечной радиации (глава 6). Предложен способ расчета коэффициента отражения для полубесконечной консервативно-рассеивающей атмосферы в предположении индикатрисы рассеяния Хеньи-Гринстейна. Отметим, что индикатриса рассеяния реальной облачности может быть более сложной формы, чем представляется формулой Хеньи-Гринстейна. С другой стороны, вклад релеевского рассеяния под действием многократного рассеяния в облаке может оказаться весьма значительным и сгладить сложную форму индикатрисы рассеяния облака. Таким образом, предложенный подход может обеспечить меньшую погрешность расчетов для реальной облачности, чем ожидается. Подчеркнем, что аналитический метод особенно удобен при решении обратных задач, а именно, для определения оптических параметров облачности из измерений потоков и интенсивностей солнечной радиации.