Составители:
Рубрика:
115
дополнительных затрат средств. Натурные измерения функций пропускания часто
используются для анализа точности различных методов расчета функций пропускания.
Кроме того, они полезны для анализа вкладов в ослабление различных механизмов
ослабления в реальной атмосфере, например, континуального молекулярного и
аэрозольного ослабления.
6.3. Приближенные методы теории переноса теплового излучения
Большинство методов получения функций пропускания дают информацию о
характеристиках поглощения однородных сред, т.е. сред с постоянными давлением и
температурой. В реальной атмосфере перенос излучения осуществляется в большинстве
случаев вдоль трасс, на которых давление, температура и содержание поглощающего газа
не остаются постоянными. Давление и температура влияют на полуширины и
интенсивности спектральных
линий и, тем самым, на коэффициенты поглощения. Таким
образом, перенос излучения в реальной атмосфере осуществляется в среде с
изменяющимися контурами и значениями коэффициента поглощения спектральных
линий. Эта особенность переноса отражена в формуле (6.2.1) интегралом по
пространственной переменной в показателе экспоненты. При этом, как мы уже отмечали,
спектральное интегрирование монохроматических функций пропускания
− это
завершающая операция при получении функций пропускания в конечных спектральных
интервалах
ν
∆ . Следовательно, это интегрирование, строго говоря, необходимо
осуществлять для каждой новой модели атмосферы, для каждого ее состояния.
Естественное желание, с одной стороны, повысить эффективность расчетов
различных радиационных характеристик, а с другой, − использовать функции
пропускания однородных сред, которые нам дают лабораторные измерения и модели
полос поглощения, стимулировало разработку специальных приближенных методик
учета неоднородности атмосферы. Суть всех этих методик состоит в том, чтобы указать
правило, по которому можно заменить неоднородный атмосферный слой, т.е. слой с
переменными p и T, на однородный слой при постоянных давлении и температуре.
Формально это означает, что эти постоянные давление p
~
, температура
T
~
и содержание
газа
u
~
могут быть найдены из очевидного условия равенства функций пропускания,
которое для одного газа можно записать в виде:
()()
()
∫∫∫
∆∆
−
∆
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
∆
νν
ννκ
ν
νρνκ
ν
duTpddlllTlp
l
l
~
)
~
,
~
,(exp
1
)()(,,exp
1
2
1
, (6.3.1)
где
()()
)(,, lTlp
ν
κ
− массовый коэффициент поглощения.
Опишем два простых метода приближенного учета неоднородности.
1. Метод эффективной массы поглощающего вещества. Левая часть равенства (6.3.1)
для лоренцовского контура линии поглощения равна
() ()
()
∫∫
∆
∆
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+−
−
∆
=
ν
ν
ν
ανν
ρα
πν
ddl
lTlp
llTlplTS
llP
l
l
L
L
2
1
)(),()(
)()(),()(
exp
1
),(
22
0
21
. (6.3.2)
В случае сильного поглощения, когда перенос излучения происходит только в
крыльях линии, можно положить
(
)
)(),(
0
lTlp
L
ανν
>>− и пренебречь членом
2
L
α
в
знаменателе. Используем далее зависимость лоренцовской полуширины от давления и
температуры
m
LL
T
T
p
p
TpTp
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
0
0
00
),(),(
αα
, (6.3.3)
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 113
- 114
- 115
- 116
- 117
- …
- следующая ›
- последняя »
