автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.16, диссертация на тему:Моделирование переноса ультрафиолетовой радиации в условиях разорванной облачности

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

РГВ од

На правах рукописи

ГЕОГДЖАЕВ Игорь Владимирович

УДК 551.521.17

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕНОСА УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ РАДИАЦИИ В УСЛОВИЯХ РАЗОРВАННОЙ ОБЛАЧНОСТИ

Специальность 01.03.04 - Радиофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва - 1996

Работа выполнена в Московском физико-техническом институте

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор физ.-мат. наук, профессор Кондранин Т.В., канд. тех. наук, с.н.с. Рублев А.Н.

доктор физ.-мат. наук, профессор Лукин Д.С.

доктор физ.-мат. наук, профессор Титов Г.А.

Географический факультет Московского государственного университета

Защита диссертации состоится "_" 199_ г. в_

часов на заседании диссертационного совета К.063.91.02 при Московском физико-техническом институте (141700, г.Долгопрудный, Институтский пер., 9)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МФТИ.

Автореферат разослан "_" 199.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физ.-мат. наук, доцент

Коршунов С.М.

Общая характеристика работы

Актуальность темы диссертации. Солнечная ультрафиолетовая (УФ) радиация является наиболее активным по своему влиянию на биосферу природным излучением. Повышенные уровни УФ радиации оказывают отрицательные воздействия на живые организмы, такие, например, как угнетение фотосинтеза высших растений и морской биоты, провоцирование рака кожи, повреждение ДНК и появление ряда глазных болезней у человека и животных. Уровень естественной УФ радиации у поверхности Земли определяется взаимодействием различных атмосферных факторов. Основными среди них являются облачность и озон.

Высокая биологическая активность УФ радиации обуславливает актуальность исследования влияния атмосферных условий на ее уровень. Такое исследование осуществляется на основе натурных измерений и моделирования переноса УФ радиации в атмосфере. При этом наибольшие трудности возникают при анализе переноса УФ радиации в условиях разорванной облачности в силу ее стохастической природы и высокой изменчивости.

Расчетные методы исследования позволяют использовать имеющиеся данные о составе атмосферы для анализа воздействия метеорологических условий на перенос радиации. Их преимущества заключаются в возможности выделить воздействие отдельного параметра из массы действующих одновременно в реальных условиях, в возможности смоделировать трудно наблюдаемые ситуации.

В то же время получаемые модельные зависимости должны сравниваться с доступными данными наблюдений и альтернативных расчетных методов с целью проверки их согласия.

В силу большой изменчивости параметров атмосферы, определяющих уровень УФ радиации на поверхности Земли, сравнение расчетных зависимостей с данными наблюдений требует привлечения значительных объемов измерений. Наиболее ценными в этой связи являются измерения спектральных УФ потоков с сопутствующей метеорологической информацией, так как изучение корреляций между уровнями УФ радиации на различных длинах волн и синоптическими данными позволяет выделить влияние отдельных атмосферных параметров на приземную УФ радиацию. Практическое использование спектральных данных от разнообразных, часто уникальных, приборов требует создания автоматизированной системы управления базой данных, позволяющей архивировать, просматривать и анализировать большие массивы радиометрической и метеорологической информации.

Большинство методов расчета переноса коротковолновой солнечной радиации строго обоснованы лишь в условиях плоскопараллельной вертикально-стратифицированной атмосферы. Их использование для анализа переноса радиации через горизонтально-неоднородный слой разорванной облачности позволяет получить лишь оценочные, приближенные результаты с неконтролируемой точностью.

В наиболее населенных средних широтах в летний период разорванная (кучевая) облачность является довольно частой метеорологической ситуацией, при которой живые организмы и

экосистемы получают основную часть дозы ультрафиолетовой радиации.

Это обуславливает необходимость разработки метода расчета переноса УФ радиации со строгим учетом горизонтальной неоднородности и оптических свойств реальной атмосферы, включая молекулярное рассеяние, поглощение озоном и аэрозольное ослабление, который позволит получать количественные оценки уровней УФ радиации в условиях разорванной облачности и исследовать влияние параметров полей облачности на приземную УФ радиацию.

Целью диссертации является расчетно-теоретическое исследование переноса УФ радиации к поверхности Земли в условиях реальной атмосферы с учетом эффектов молекулярного рассеяния и поглощения радиации озоном, а также рассеяния и поглощения частицами внеоблачного аэрозоля и слоями сплошной н разорванной облачности.

Для достижения этой цели разработана методика, позволяющая при наличии адекватных моделей оптических свойств безоблачной атмосферы и облачности и данных о геометрической структуре полей разорванной облачности рассчитывать перенос УФ радиации со строгим учетом горизонтачьной неоднородности облачности и атмосферного рассеяния и поглощения.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые:

1) исследовано влияние параметров разорванной облачности на

приземную УФ радиацию на основе моделирования с

корректным учетом трехмерного переноса радиации в вертикально и горизонтально неоднородной атмосфере;

2) исследована область применимости плоско-параллельного приближения при оценке потоков УФ радиации на поверхности Земли и верхней границе атмосферы в условиях разорванной облачности;

3) получены систематические данные о спектральных потоках УФ радиации на поверхности Земли в условиях разорванной облачности.

Достоверность представленных данных обеспечивается:

1) использованием модели геометрической структуры разорванной облачности, адекватно отражающей основные свойства полей разорванной облачности;

2) отсутствием существенных упрощающих предположений при расчете переноса УФ радиации методом Монте-Карло;

3) совпадением результатов тестовых расчетов по разработанному методу с численными расчетами другими методами во всем диапазоне изменения оптических свойств атмосферы и разорванной облачности в ультрафиолетовом и видимом диапазоне спектра;

4) удовлетворительным согласием результатов расчетов с данными многолетних наблюдений УФ радиации и облачности в Метеорологической обсерватории МГУ.

Практическая ценность работы заключается в

1) разработке и реализации в виде прикладных программ метода расчета переноса УФ и видимой радиации в условиях разорванной облачности;

2) исследовании области применимости плоско-параллельного приближения при оценках уровней УФ радиации на поверхности Земли и верхней границе атмосферы;

3) исследовании влияния параметров разорванной облачности на приземную УФ радиацию;

4) разработке методики оценки приземной УФ радиации в глобальном и региональном масштабах на основе спутниковых данных;

5) получении систематических данных о приземных потоках УФ радиации в условиях разорванной облачности;

6) разработке автоматизированной системы управления базой данных по спектральным уровням приземной УФ радиации.

Положения. выносимые на защиту:

1) методика расчета переноса коротковолновой радиации в условиях реальных атмосфер, учитывающая эффекты молекулярного рассеяния и поглощения озоном и ослабление радиации слоями сплошной и стохастической разорванной облачности;

2) систематические данные по спектральным потокам приземной УФ и видимой радиации в зависимости от оптико-метеорологических параметров атмосферы и облачности;

3) методика оценки приземной УФ радиации на основе данных об общем содержании озона спутникового прибора МЕТЕОР-3/TOMS (Total Ozone Mapping Spectrometer - Спектрометр для картирования общего содержания озона);

4) автоматизированная система управления базой данных по спектральным уровням УФ радиации у поверхности Земли.

Апробация работы. Основные материалы диссертации были

доложены на семинарах кафедры "Системы, устройства и методы

геокосмической физики" (СУМГФ) МФТИ; на семинарах Отдела

лазерных методов исследования атмосферы (ОЛМИА) Центральной

аэрологической обсерватории (ЦАО), на I Межреспубликанском Симпозиуме "Оптика атмосферы и океана", Томск, 21-24 июня 1994г.; на российско-американской рабочей группе по прибору TOMS, Вашингтон, США, январь 1994г.; на международной конференции "Past Presence and Future Climate", Хельсинки, Финляндия, 22-25 августа 1995г.; на Международном радиационном симпозиуме, Фербэнкс, Аляска, 19-24 августа 1996г.

Структура и объём работы. Диссертационная работа изложена на 172 страницах машинописного текста, состоит из: Введения, 3-х разделов и 2-х приложений; включает 42 рисунка и список основной использованной литературы из 189 наименований отечественных и зарубежных авторов на 20 страницах.

Краткое содержание работы.

Во Введении обоснована актуальность работы, ее новизна, поставлена цель и кратко изложено содержание работы, сформулированы положения, выносимые на защиту.

В первом разделе изложена разработанная методика расчета потоков УФ радиации на поверхности Земли в условиях разорванной облачности.

Методика состоит из двух частей. Первая часть представляет собой моделирование разорванной облачности для заданного балла и характерных значений параметров формы облаков. Для моделирования геометрической структуры используется метод, основанный на усеченном нормальном (гауссовом) поле. Интегральные характеристики такого поля впервые использовались для моделирования вероятности закрытия заданного направления визирования облаками. В расчетах переноса радиации использовались случайные реализации облачного поля, полученные

на основании следующих входных параметров модели: балла облачности в зените по, среднего диаметра облака Б и коэффициента формы кг - отношения средней высоты к среднему диаметру .

Вторая часть методики состоит в вычислении методом Монте-Карло потоков ультрафиолетовой радиации в условиях вертикально стратифицированной плоско-параллельной модели атмосферы, содержащей горизонтально-неоднородный слой кучевых облаков. При этом использовалось строгое описание процессов, определяющих перенос радиации в реальной атмосфере: молекулярное рассеяние, газовое поглощение (озон), рассеяние и поглощение облачным и внеоблачным аэрозолем. Плоскость горизонтальных координат разбивалась на малые квадратные области (пикселы). Облачное поле задавалось для области размером ЬхЬ (Ь >> Б) п виде двухмерного массива чисел, представляющих высоту верхней границы облачности для каждого пиксела. Высота нижней границы облачности считалась постоянной. Для выполненных расчетов задавалось Ь = 50 км. Моделировались трехмерные траектории фотонов в атмосфере. При этом в целях повышения вычислительной эффективности использовались два способа моделирования длины свободного пробега: прямое моделирование - в горизонтально-однородных слоях и метод "максимального сечения" - в слоях с разорванной облачностью. Точность расчетов оценивалась статистически.

В разделе 1.3 обоснована достоверность расчетов по разработанному методу. Достоверность проверялась путем сравнения с результатами расчетов других авторов. Были выполнены сравнения с результатами, полученными методом дискретных ординат для релеевской и аэрозольной горизонтально-однородной атмосферы, а также случая сплошной облачности в УФ диапазоне

спектра (290 - 400 нм). В случае разорванной облачности выполнены сравнения с расчетами независимым алгоритмом Монте-Карло в видимом диапазоне спектра. Показано, что результаты расчетов потоков рассеянной радиации на поверхности Земли и на верхней границе атмосферы по всем методикам находятся в согласии в пределах заданной статистической оценки точности расчетов Монте-Карло (0.5-1%).

В подразделе 1.3.2 на основе разработанной точной методики расчета трехмерного переноса была оценена точность плоскопараллельного приближения при расчете приземных потоков УФ радиации и альбедо разорванной облачности.

Показано, что в типичном случае разорванной облачности мощностью 1 км при балле облачности 0.5 и низком альбедо подстилающей поверхности приближенный подход недооценивает уровень радиации на поверхности Земли и переоценивает альбедо облачности на величину около 20%. Основной причиной является отражение радиации от негоризонтальных поверхностей облаков. Максимальные расхождения могут быть значительно выше (в исследованных случаях - до 1.7 раза).

Эффекты затенения одних облаков другими сказываются при горизонтальном размере облака меньше 0.5 км и ведут к росту приближенной оценки приземного потока УФ радиации по сравнению с точным расчетом.

Высокое альбедо подстилающей поверхности улучшает согласие результатов расчетов по точной и приближенной методике, т.к. определяющую роль в данном случае играет не геометрическая форма облачности, а многократные переотражения между поверхностью и облачным слоем.

В асимптотическом случае бесконечно тонких облаков плоско-параллельное приближение является точным. Расчеты показывают, что уменьшение мощности облаков до 0.25 км при сохранении их оптической толщины улучшает согласие между двумя методиками. В то же время эффекты затенения продолжают оставаться существенными при небольшом размере облаков, приводя к более чем 15%-й переоценке потоков УФ радиации на поверхности Земли.

Сделан вывод о том, что плоско-параллельное приближение может быть использовано лишь для качественных оценок переноса УФ н видимой радиации.

Во втором разделе на основе расчетов по разработанной методике анализируется влияние оптико-метеорологических параметров на уровень УФ радиации у поверхности Земли в условиях разорванной облачности.

Для анализа результатов расчетов использовалась относительная величина Сф которая определялась как

где (3 и (2о - потоки суммарной УФ радиации при наличии облачности и в безоблачных условиях соответственно.

Расчеты величины С^ выполнялись для пяти значений балла облачности в зените: 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9. Для каждого значения балла в соответствии с описанным выше алгоритмом были смоделированы облачные поля, использовавшиеся в расчетах переноса радиации. При этом параметры модели разорванной облачности определялись на основании экспериментальных данных о структуре облачных полей над европейской территорией России. Средний диаметр облаков плавно возрастал от 1.0 до 1.7 км при

увеличении балла облачности в зените от 0.1 до 0.9. Аналогично коэффициент формы изменялся от 0.7 до 0.9.

Зависимость Сч от балла облачности в зените имеет нелинейный характер. Возрастание альбедо подстилающей поверхности приводит к росту величины Сч тем более сильному, чем больше балл облачности. Для высоких альбедо поверхности может наблюдаться превышение величиной Сч единицы на несколько процентов. При этом, если в видимом диапазоне спектра этот эффект максимален при баллах облачности 0.5 - 0.7 и связан с переотражениями проникшей под облачный слой прямой солнечной радиации, то в УФ диапазоне превышение Сч единицы связано с ростом рассеянной радиации и происходит при небольших баллах облачности.

Для оценки влияния формы разорванной облачности на приземные потоки УФ радиации был выполнен следующий численный эксперимент. Зависимость уровня радиации у поверхности Земли от балла облачности рассчитывалась с использованием гауссовой и прямоугольной моделей геометрической структуры разорванной облачности при сохранении удельного (на единицу площади поверхности Земли) рассеивающего облачного объема. Показано, что пренебрежение "реальной" формой облачности приводит к недооценке приземных уровней УФ радиации на 15-20% при больших баллах облачности.

Исследование зависимости приземного потока УФ радиации от среднего диаметра облака и коэффициента формы показало, что изменение этих параметров в естественных пределах может приводить к уменьшению уровня приземной УФ радиации на за счет роста рассеивающего объема.

Уменьшение Cq при росте оптической плотности разорванной облачности носит нелинейный характер. Наиболее резкая зависимость наблюдается для небольших оптических плотностей облаков. Она усиливается с ростом балла облачности. Высокое альбедо подстилающей поверхности сильно меняет ситуацию. Зависимость от оптической плотности практически пропадает вплоть до балла облачности по=0.7. Лишь при балле облачности по=0.9 и сплошном покрове наблюдается линейное уменьшение Cq при росте коэффициента рассеяния облачности.

Показано, что влияние на коротковолновую УФ-Б радиацию озона и разорванной облачности независимо в силу их сильного высотного разделения в атмосфере Земли. В связи с этим полученные зависимости приземной УФ радиации от параметров разорванной облачности справедливы в метеоситуациях с различным общим содержанием озона (ОСО).

Спектральная зависимость ослабления УФ радиации разорванной облачности выражена слабо ( менее 10%).

Исследование ослабления радиации облачностью в УФ и видимом диапазонах показато, что в УФ диапазоне величина Cq слабо меняется в широком диапазоне углов Солнца (около 5% при по=0.3 и 10% при по=0.5). В то же время, в видимой области Cq зависит от зенитного угла Солнца значительно сильнее, уменьшаясь по мере увеличения последнего от 30 до 80 градусов на 15% (0.3 балла) и 35% (0.5 баллов). Данное различие объясняется преобладанием прямой радиации в видимом диапазоне, зависимость которой от зенитного угла Солнца в облачных условиях выражена значительно сильнее, чем у рассеянной.

Изменение оптической толщины аэрозоля тшг (континентальная модель) от 0.1 до 0.4 (длина волны 550 нм),

соответствующее естественной изменчивости для региона Москвы, слабо сказывается на ослаблении УФ радиации разорванной облачностью (менее 4%). Однако, при определении на основе натурных измерений в качестве знаменателя выражения (1) используются осредненные значения суммарной УФ радиации, полученные в условиях ясного неба с различной степенью аэрозольного замутнения атмосферы, поэтому разброс экспериментальных значений может достигать 20%.

В безоблачных условиях высокое альбедо подстилающей поверхности приводит к существенному, до 50%, росту приземных потоков УФ радиации. Это связано с большей примерно на порядок по сравнению с видимой областью молекулярной оптической толщиной в УФ диапазоне спектра, что приводит к рассеянию вниз значительной части отраженного от земной поверхности света. В условиях разорванной облачности этот эффект выражен сильнее по сравнению с безоблачными условиями. Спектральная зависимость отношения приземных потоков при высоком и низком альбедо имеет сходную с описанной в литературе форму с максимумом в районе 310-330 нм. Однако увеличение радиации значительно больше и может достигать 2.1 раза в максимуме из-за многократного переотражения УФ радиации между Землей и облачным слоем. Уменьшение данного отношения в области поглощения озоном сильнее выражено в условиях разорванной облачности по сравнению с безоблачной атмосферой.

В разделе 2.2 приводятся результаты сравнения расчетных зависимостей приземной УФ радиации от балла облачности и данных многолетних (1981-1990г.) наблюдений за УФ радиацией с длиной волны меньше 380 нм, выполненных в Метеорологической обсерватории Географического факультета Московского

государственного университета (МО ГФ МГУ) и литературных данных.

Сравнение расчетных зависимостей с данными МО ГФ МГУ показало удовлетворительное согласие. Экспериментальная кривая МО МГУ наиболее близка к модельным зависимостям, соответствующим коэффициенту рассеяния облачного аэрозоля 10 и 30 км"1. Характер зависимостей позволяет предположить, что оптическая плотность облаков возрастает с ростом балла облачности. Так, если вплоть до 0.7 - 0.8 наблюдаемых баллов экспериментальная кривая лежит близко (в пределах 10%) от модельных зависимостей, то, начиная с 0.8 - 0.9 баллов при переходе к сплошной облачности, экспериментальная зависимость Cq становится более сильной по сравнению с модельными зависимостями при постоянном коэффициенте рассеяния.

Форма регрессионной кривой, полученная по измерениям в Греции, существенно отличается как от модельных, так и экспериментальных зависимостей, что, по-видимому, объясняется региональной разницей в геометрической структуре и оптических свойствах разорванной облачности.

В третьем разделе излагается методика оценю! уровней биологически активной УФ радиации на поверхности Земли, основанная на данных прибора TOMS, работавшего на спутнике МЕТЕОР-3 в период с августа 1991 по январь 1994 г. Методика основана на использовании спутниковых данных об общем содержании озона, набора оптических моделей молекулярно-аэрозольной атмосферы и климатических данных о УФ альбедо подстилающей поверхности, как входной информации для расчета потоков УФ радиации у поверхности Земли.

В разделе 3.1. кратко описаны параметры прибора TOMS, алгоритм восстановления общего содержания озона и содержащиеся в литературе подходы к восстановлению уровней приземной УФ радиации.

В разделе 3.2 излагается разработанный алгоритм построения карт приземной УФ-Б и биологически активной радиации для различных спектров действия.

В разделе 3.3. представлены карты УФ-Б и биологически активной радиации, построенные на основании разработанного алгоритма, и обсуждается влияние изменений в общем содержании озона и альбедо подстилающей поверхности на приземные уровни УФ-Б и биологически активной радиации в региональном масштабе. Продемонстрировано воздействие на приземную УФ радиацию таких процессов, как развитие "озоновой дыры" над Антарктикой и отрицательных аномалий ОСО в средних широтах северного полушария.

В отсутствии озоновых аномалий изолинии уровней УФ радиации, соответствующие локальному полудню, должны образовывать приблизительно концентрические окружности вокруг полюса, следуя климатологическому уменьшению ОСО в тропиках и росту высоты Солнца. Озонные аномалии в средних широтах северного полушария приводят к "затягиванию" изолиний, соответствующих повышенным УФ уровням, на север на 10-15 град, широты. Так, например, из-за наблюдавшегося 12.03.94г. 30%-го истощения озонового слоя в районе озера Байкал уровень УФ-Б радиации был приблизительно в два раза выше, чем для находящегося на той же широте районе Дальнего Востока, где уровень ОСО соответствовал климатической норме. Величины

повышенных уровней УФ-Б радиации хорошо согласуются с литературным данным о факторах усиления УФ-Б радиации.

Влияние антарктической "озоновой дыры",

продемонстрировано на примере весны 1992г., когда вслед за антарктическим полярным вихрем она сместилась на север в область значительных высот Солнца, захватив южные районы Аргентины. Эта ситуация привела к рекордно высоким уровням биологически активной радиации, соответствующим 35-градусному смещению по широте. На соответствующих этому периоду картах наблюдается локальный максимум УФ-Б и эритемной радиации. При этом для эритемной радиации он выражен сильнее и покрывает большую область в соответствии большей чувствительностью эритемной радиации к изменениям ОСО. Области с высоким альбедо подстилающей поверхности также вносят вклад в повышенные уровни УФ радиации.

В Заключении сформулированы основные результаты, полученные в диссертации:

I. На основании разработанной методики расчета трехмерного переноса ультрафиолетовой радиации оценена точность плоско-параллельного приближения при расчете приземных УФ потоков и альбедо разорванной облачности. Показано, что:

1) в типичном случае разорванной облачности мощностью 1 км приближенный подход недооценивает уровень радиации на поверхности Земли на величину около 20%. Максимальные расхождения могут достигать 1.7 раза;

2) высокое альбедо подстилающей поверхности улучшает согласие результатов расчетов по точной и приближенной методике.

II. Исследование влияния параметров разорванной облачности и

атмосферы на приземную УФ радиацию показало, что:

1) пренебрежение "реальной" формой разорванной облачности приводит к недооценке приземных уровней УФ радиации на 15-20%;

2) увеличение среднего диаметра облака и коэффициента формы в естественных пределах приводит к уменьшению уровня приземной УФ радиации на 40%;

3) зависимость от оптической плотности носит нелинейный характер и усиливается с ростом балла облачности. Высокое альбедо подстилающей поверхности резко ослабляет эту зависимость для баллов облачности меньших 0.7;

4) влияние на коротковолновую УФ-Б радиацию озона и разорванной облачности независимо;

5) спектральная зависимость ослабления УФ радиации разорванной облачности выражена слабо (менее 10%);

6) ослабление радиации облачностью в УФ диапазоне спектра практически не зависит от зенитного угла Солнца в отличие от видимого диапазона;

7) изменение оптической толщины аэрозоля в пределах естественной изменчивости для региона Москвы слабо сказывается на ослаблении УФ радиации разорванной облачностью (менее 4%);

8) Высокое альбедо подстилающей поверхности приводит к значительно большему росту уровня УФ радиации у поверхности Земли в условиях разорванной облачности по сравнению с безоблачными условиями (до 2.1 раза в максимуме).

III. Выполнено сопоставление модельных расчетов с результатами натурных наблюдений. Сравнение модельных расчетов зависимости отношения потоков в облачных и безоблачных условиях от балла облачности с результатами многолетних наблюдений в Метеорологической обсерватории МГУ показало удовлетворительное согласие. В то же время форма кривой, полученной по измерениям в Греции, существенно отличается как от модельных, так и экспериментальных зависимостей, что, по-видимому, объясняется региональной разницей в геометрической структуре и оптических свойствах разорванной облачности.

IV. На основе разработанного алгоритма построения карт УФ-Б и биологически-активной радиации на поверхности Земли по данным прибора Метеор-3/TOMS об общем содержании озона показано, что наблюдавшиеся отрицательные аномалии ОСО в средних широтах северного полушария приводят к росту эритемной радиации, соответствующему 10-15-градусному смещению на юг. Эффект антарктической "озоновой дыры" соответствует смещению по широте до 35 градусов.

V. Получены систематические данные о спектральных потоках приземной ультрафиолетовой и видимой радиации в условиях разорванной облачности.

VI. Разработана автоматизированная система управления базой данных о спектральных потоках приземной УФ радиации.

В Приложении 1 представлены таблицы уровней спектральной ультрафиолетовой и видимой радиации для различных баллов облачности, зенитных углов Солнца и альбедо подстилающей поверхности, рассчитанные на основании разработанной методики. Оптико-мстеорологические параметры ситуаций, для которых выполнены расчеты, соответствуют континентальным районам средних широт. Областью применения таблиц является анализ влияния разорванной облачности на потоки приземной УФ радиации и оценка доз биологически активной УФ радиации для различных спектров действия.

В Приложении 2 дано описание автоматизированной системы управления базой данных о спектральной приземной УФ радиации. Пакет позволяет сохранять спектральные измерения в виде компактной базы данных, имеет средства визуализации, статистического анализа, расчета биологически эффективных доз УФ радиации и встроенную радиационную модель для расчета приземной УФ радиации. Кратко излагается структура и пользовательский интерфейс пакета. Приведены примеры работы программы со спектральными данными и примеры сравнения данных измерений с расчетами по встроенной модели.

Публикации по теме диссертации

1. Торговичев В.А., Мальковский А.П., Геогджаев И.В., Спектральные измерения солнечной УФ-радиации прибором СУФС-М. Метеорология и гидрология, Номер 12, 1994г., стр. 103-111.

2. Krotkov N.A, Geogdzhaev I.V., Chubarova N.Ye., Bushnev S.V., Khattatov V.U., Kondranin T.V., A New Program for Surface UV Monitoring, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology of American Meteorological Society, 1996, vol.13, N.6, pp.1291-1299.

3. Бусыгин В.П., Геогджаев И.В., Кондранин Т.В., Рублев А.Н., Чубарова Н.Е., Моделирование изменчивости потоков УФ радиации при кучевой облачности, I Межреспубликанский Симпозиум "Оптика атмосферы и океана", Сборник тезисов докладов, ч.1 с. 240-241.

4. Чубарова Н.Е., Геогджаев И.В., Кондранин Т.В., Рублев А.Н., Спектральные закономерности ослабления УФ радиации облачностью и аэрозолем по данным моделирования, I Межреспубликанский Симпозиум "Оптика атмосферы и океана", Сборник тезисов докладов, ч.1 с. 242-243.

5. Krotkov N.A., Geogdzhaev I.V., Chubarova N.Ye., Bushnev S.V., Khattatov V.U., Kondranin T.V., Data Processing and Management for Surface UV Monitoring and Some Results of UV Data Analysis, International Union of Geodesy and Geophysics (IUGG) XXI General Assembly, Boulder, Colorado, July, 2-14, 1995, p. B298.

6. Geogdzhaev I.V., Kondranin T.V., Rublev A. N., Chubarova N.Ye., Modeling of UV Radiation Transfer Through Broken Cloudiness and Comparison with Measurements, In proceedings of the SILMU "International Conference on Past, Present and Future Climate", Helsinki, Finland, 22 - 28 August, 1995, 389-392 p.p.,

7. Chubarova N.Ye., Krotkov N.A., Geogdzhaev I.V., Bushnev S.V., Kondranin T.V., Khattatov V.U., Different Atmospheric Parameters Influence on Spectral UV Radiation ( Measurements and Modeling), In proceedings of the SILMU "International Conference on Past,

Present and Future Climate", Helsinki, Finland, 22 - 25 August, 1995, 381 - 384 p.p.

8. Borisov Yu.A., Geogdzhaev I.V., Kliattatov V.U., Estimation of Surface UV Levels Based on Meteor-3/TOMS Ozone Data, In proceedings of the SILMU "International Conference on Past, Present and Future Climate", Helsinki, Finland, 22- 28 August, 1995, 377 -380 p.p.

9. Geogdzhaev I.V., Kondranin T.V., Rublev A. N., A radiative transfer model for broken cloudiness conditions., Internetional Radiation Symposium, Fairbanks, Alaska, 19-24 August, 1996, Abstracts, p. 26

10. Geogdzhaev I.V., Kondranin T.V., Chubarova N.E., Rublev A.N., Comparison of UV measurements and modelling under broken cloudiness, Internetional Radiation Symposium, Fairbanks, Alaska, 1924 August, 1996, Abstracts, p. 147.

11. Chubarova N.E., Krotkov N.A., Geogdzhaev I.V., Kondranin T.V., Khattatov V.U., Spectral UV irradiance: the effects of ozone, clouds and surface albedo, Internetional Radiation Symposium, Fairbanks, Alaska, 19-24 August, 1996, Abstracts, p. 150.

12. Rublev A.N., Trotsenko A.N., Chubarova N.E., Izakova O.M., Geogdzhaev I.V., Kondranin T.V., Romanov P.Y., The Use of Satellite Data for Determination of Downwelling Solar Radiation Fluxes at Cloudy Conditions and Their Comparison with Ground-based Measurements, Internetional Radiation Symposium, Fairbanks, Alaska, 19-24 August, 1996, Abstracts, p. 82.