códigos de transferencia radiativa atmosférica

Un modelo, código o simulador de transferencia radiativa atmosférica calcula la transferencia radiativa de radiación electromagnética a través de una atmósfera planetaria .

En el núcleo de un modelo de transferencia radiativa se encuentra la ecuación de transferencia radiativa , que se resuelve numéricamente mediante un solucionador como el método de ordenadas discretas o el método de Monte Carlo . La ecuación de transferencia radiativa es una ecuación monocromática para calcular la radiancia en una sola capa de la atmósfera terrestre. Para calcular la radiancia en una región espectral de ancho finito (por ejemplo, para estimar el balance energético de la Tierra o simular la respuesta de un instrumento), es necesario integrarla sobre una banda de frecuencias (o longitudes de onda). La forma más precisa de hacerlo es recorrer las frecuencias de interés y, para cada frecuencia, calcular la radiancia correspondiente. Para ello, es necesario calcular la contribución de cada línea espectral para todas las moléculas en la capa atmosférica; esto se denomina cálculo línea por línea . Para la respuesta de un instrumento, esta contribución se convoluciona con la respuesta espectral del instrumento.

Un método más rápido, aunque menos preciso, es la transmisión por banda . En este método, la transmisión en una región de una banda se caracteriza por un conjunto de coeficientes precalculados (que dependen de la temperatura y otros parámetros). Además, los modelos pueden considerar la dispersión de moléculas o partículas, así como la polarización ; sin embargo, no todos los modelos lo hacen.

Los códigos de transferencia radiativa se utilizan en una amplia gama de aplicaciones. Se emplean comúnmente como modelos directos para la obtención de parámetros geofísicos (como la temperatura o la humedad ). Los modelos de transferencia radiativa también se utilizan para optimizar sistemas fotovoltaicos solares para la generación de energía renovable . ^{[ 1 ]} Otro campo de aplicación común es en un modelo meteorológico o climático , donde se calcula el forzamiento radiativo para gases de efecto invernadero , aerosoles o nubes . En tales aplicaciones, los códigos de transferencia radiativa a menudo se denominan parametrización de radiación . En estas aplicaciones, los códigos de transferencia radiativa se utilizan en sentido directo, es decir, sobre la base de propiedades conocidas de la atmósfera, se calculan tasas de calentamiento, flujos radiativos y radiancias.

Existen iniciativas para la intercomparación de códigos de radiación. Un ejemplo de ello fue el proyecto ICRCCM (Intercomparación de Códigos de Radiación en Modelos Climáticos), que se desarrolló desde finales de la década de 1980 hasta principios de la de 2000. El proyecto más reciente (2011), Intercomparación Continua de Códigos de Radiación, también hace hincapié en el uso de observaciones para definir los casos de intercomparación. ^{[ 2 ]}

• Códigos de aproximación de dipolos discretos
• Códigos para la dispersión electromagnética por cilindros
• Códigos para la dispersión electromagnética por esferas
• Propiedades ópticas del agua y el hielo

Notas a pie de página

General

• Bohren, Craig F. y Eugene E. Clothiaux, Fundamentos de la radiación atmosférica: una introducción con 400 problemas, Weinheim: Wiley-VCH, 2006, 472 p., ISBN 3-527-40503-8.
• Goody, RM y YL Yung, Radiación atmosférica: Fundamentos teóricos. Oxford University Press, 1996 (Segunda edición), 534 páginas, ISBN 978-0-19-510291-8.
• Liou, Kuo-Nan, Introducción a la radiación atmosférica, Ámsterdam; Boston: Academic Press, 2002, 583 págs., Serie internacional de geofísica, vol. 84, ISBN 0-12-451451-0.
• Mobley, Curtis D., Luz y agua: transferencia radiativa en aguas naturales; basado en parte en colaboraciones con Rudolph W. Preisendorfer, San Diego, Academic Press, 1994, 592 p., ISBN 0-12-502750-8
• Petty, Grant W, Un primer curso sobre radiación atmosférica (2.ª ed.), Madison, Wisconsin: Sundog Pub., 2006, 472 p., ISBN 0-9729033-1-3
• Preisendorfer, Rudolph W., Óptica hidrológica, Honolulu, Hawái: Departamento de Comercio de los Estados Unidos, Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, Laboratorios de Investigación Ambiental, Laboratorio Ambiental Marino del Pacífico, 1976, 6 volúmenes.
• Stephens, Graeme L., Teledetección de la atmósfera inferior: una introducción, Nueva York, Oxford University Press, 1994, 523 p. ISBN  0-19-508188-9.
• Thomas, Gary E. y Knut Stamnes, Transferencia radiactiva en la atmósfera y el océano, Cambridge, Nueva York, Cambridge University Press, 1999, 517 p., ISBN 0-521-40124-0.
• Zdunkowski, W., T. Trautmann, A. Bott, Radiación en la atmósfera. Cambridge University Press, 2007, 496 páginas, ISBN 978-0-521-87107-5

• ITWC para la transferencia radiactiva