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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 .

Métodos

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

Un método más rápido pero más aproximado es la transmisión por banda . Aquí, la transmisión en una región de una banda se caracteriza por un conjunto de coeficientes precalculados (dependiendo 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.

Aplicaciones

Los códigos de transferencia radiativa se utilizan en una amplia gama de aplicaciones. Se utilizan comúnmente como modelos directos para la recuperación de parámetros geofísicos (como temperatura o humedad ). Los modelos de transferencia radiativa también se utilizan para optimizar los sistemas solares fotovoltaicos 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, basándose en propiedades conocidas de la atmósfera, se calculan tasas de calentamiento, flujos radiativos y radiancias.

Se están realizando esfuerzos para intercomparar los códigos de radiación. Uno de esos proyectos fue el esfuerzo ICRCCM (Intercomparación de códigos de radiación en modelos climáticos) que se extendió desde finales de los años 80 hasta principios de los 2000. El proyecto más actual (2011), Intercomparación continua de códigos de radiación, también enfatiza el uso de observaciones para definir casos de intercomparación.[2]

Tabla de modelos

Bases de datos de absorción molecular.

Para un cálculo línea por línea, se necesitan características de las líneas espectrales, como el centro de la línea, la intensidad, la energía del estado inferior, el ancho de la línea y la forma.

Ver también

Referencias

Notas a pie de página
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General

enlaces externos