<i>Radiation and Cloud Processes in the Atmosphere</i>

Liou, Kuo‐Nan; Davies, R.

doi:10.1063/1.2809044

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“…Para direção incidente , com interação num elemento de volume e subseqüente espalhamento numa direção (comângulo de espalhamento ), a função de fase para espalhamento pode ser desenvolvida em série de polinômios de Legendre P k (µ * ), µ * = cos (Liou, 1992). A fração de radiação espalhada qué e refletida (retroespalhada) nas direções do hemisfério oposto a é avaliada por…”

Section: Metodologia O Método De Dois Fluxosunclassified

“…Para funções de fase com baixa assimetria, uma aproximação de primeira ordem para P( )é apropriada (Shettle & Weinman, 1970;Liou, 1992):P…”

Section: Metodologia O Método De Dois Fluxosunclassified

“…onde =ângulo de espalhamento com relaçãoà direção de incidência, e C 1é o coeficiente de primeira ordem no desenvolvimento em série de polinômios de Legendre para a função de fase (Liou, 1992). Os coeficientes α i j nas Eqs.…”

Section: Metodologia O Método De Dois Fluxosunclassified

“…(1), mas efetua-se uma mudança de escala nos parâmetrosópticos (τ a , g a , ω a ) → (τ a , g a , ω a ) (Liou, 1992). Para um espalhamento devido apenas ao aerossol os parâmetros τ a e ω a são introduzidos no modelo conforme as expressões:…”

Section: Aerossolunclassified

“…No caso de uma atmosfera estratificada, a equação geral de propagação pode ser reduzida a um par de equações diferenciais ou "método de dois fluxos", cuja solução resulta em um par de irradiâncias, uma ascendente e outra descendente (Ceballos, 1988;Liou, 1992). Os modelos de circulação atmosférica costumam utilizar o esquema de dois fluxos e, genericamente, consideram uma atmosfera com estratificação plano-paralela e cada camada povoada por arúmido ou por uma nuvem estratiforme (Stephens, 1984;Stephens et al, 2001).…”

Section: Introductionunclassified

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Estimativa da radiação solar global à superfície usando um modelo estocástico: caso sem nuvens

Souza¹,

Silva²,

Ceballos

2008

Rev. Bras. Geof.

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ABSTRACT.A radiative transfer model was implemented for a 16-layer stratified atmosphere. The scheme is of a stochastic structure, with a random walk of diffuse photons between transition states until arriving to absorption states within layers, sky or ground. The formalism is associated a first order Markov process. The model exhibits a simple but powerful structure, when compared with other models used for multiple-layered atmospheres. The structure of the model allows the calculation of the planetary reflectance, global radiance in the surface and the absorption in the atmosphere. Transition parameters for each layer are calculated using a delta-SS two-flux approximation. Comparisons with surface measurements and with SBDART code (Santa Barbara DISORT Atmospheric Radiative Transfer), show a good performance of the model when assessing global radiation at ground level for Rayleigh atmospheres as well as for high-loaded aerosol atmospheres during burning season. The precision of the model, in the atmosphere transmittance estimation, makes it important for researchers that act in the area of remote sensing. Main advantages of the model are: simple structure, good accuracy and easy adaptation to an atmosphere composed of an even number of layers.Keywords: Solar radiation, irradiance, radiative transfer, stochastic model. RESUMO.Neste trabalho implementa-se um modelo de transferência radiativa numa atmosfera estratificada em 16 camadas. O esquema tem estrutura estocástica com transições aleatórias de fótons difusos de estados transitórios até um estado de absorção numa camada da atmosfera, no céu ou no solo. O formalismo está associado a uma cadeia de Markov de primeira ordem. O modeloé uma estrutura simples, mas eficiente quando comparado com outros modelos usados para atmosfera de múltiplas camadas. A estrutura do modelo permite o cálculo da refletância planetária, radiação solar globalà superfície e a absorção na atmosfera. Os parâmetros de transição são avaliados mediante aproximação delta-SS de dois fluxos. Verifica-se um bom desempenho do modelo ao se comparar a radiação solar globalà superfície com dados medidosà superfície e com o código SBDART (Santa Barbara DISORT Atmospheric Radiative Transfer). A precisão do modelo, na estimativa da transmitância da atmosfera, o torna importante para pesquisadores que atuam naárea de sensoriamento remoto. As principais vantagens do modelo utilizado são: estrutura simples, boa precisão e fácil adaptação para uma atmosfera composta por um número par de camadas.Palavras-chave: irradiância, fluxo radiativo, processo estocástico.

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Section: Metodologia O Método De Dois Fluxosunclassified

“…Para funções de fase com baixa assimetria, uma aproximação de primeira ordem para P( )é apropriada (Shettle & Weinman, 1970;Liou, 1992):P…”

Section: Metodologia O Método De Dois Fluxosunclassified

Section: Aerossolunclassified

Section: Introductionunclassified

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Estimativa da radiação solar global à superfície usando um modelo estocástico: caso sem nuvens

Souza¹,

Silva²,

Ceballos

2008

Rev. Bras. Geof.

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Principles of Radiative Transfer

Drusch

Crewell²

2005

Encyclopedia of Hydrological Sciences

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The article gives an introduction to classical vector radiative transfer theory (RTT). It comprises a brief summary of the fundamental quantities in RTT and the corresponding definitions. Based on these quantities, the transfer equation for radiation will be introduced in its basic form for a plane-parallel, horizontally homogeneous atmosphere. Polarization and the Stokes vector are introduced, which extend the scalar radiative transfer equation to the more general form of the vector radiative transfer equation. Scattering processes and interactions with the surface are discussed within the mathematical framework given in the first part of the paper. As an example, the theoretical concept presented is then applied to passive microwave remote sensing. A solution for the radiative transfer equation, which is commonly used for the retrieval of atmospheric quantities (e.g. water vapor) and land surface properties (e.g. soil moisture), is derived based on approximations and simplifications. More general approaches to solve the radiative transfer equation including multiple scattering are described and discussed in a separate section.

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Hemispheric comparison of cirrus cloud evolution using in situ measurements in HIAPER Pole-to-Pole Observations

Diao

Zondlo

Heymsfield

et al. 2014

Geophys. Res. Lett.

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Cirrus clouds' radiative forcing is highly sensitive to their microphysical properties and evolution.However, there are very limited data sets with both microscale resolution and global coverage to provide a hemispheric comparison of cirrus cloud microphysical properties and their evolution. Here we use in situ aircraft observations on the~200 m scale from 87°N to 67°S over North America and the central Pacific Ocean to analyze the hemispheric differences in the evolution of cirrus clouds' horizontal segments-ice supersaturated regions (ISSRs) and ice crystal regions (ICRs). In contrast to previous in situ observations, we show that the clear-sky ice supersaturation frequency, resulting microphysical parameters (ice crystal size and concentration), and relative timescale of the life cycle of ISSRs and ICRs are similar between the Northern and Southern Hemispheres. More studies on hemispheric ice nuclei distributions and dynamical conditions are needed to help explain these observations.

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Radiation and Cloud Processes in the Atmosphere

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Estimativa da radiação solar global à superfície usando um modelo estocástico: caso sem nuvens

Estimativa da radiação solar global à superfície usando um modelo estocástico: caso sem nuvens

Principles of Radiative Transfer

Hemispheric comparison of cirrus cloud evolution using in situ measurements in HIAPER Pole-to-Pole Observations

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