Solare und terrestrische Strahlungswechselwirkung zwischen ... - AWI

θ = θ0
nein
●
Eingabe
Einfachstreualbedo ω
Oberflächenalbedo α
Zenitdistanzwinkel θ0
Verhältnis von Edir zu E ζ
nein
Edir = Edir + cos(θ)
rand > ζ
0 < X < 50
0 < Y < 50
ja
rand < Extinktion(X,Y)
ja
θ ~ θ0
●
●
●
nein
−π/2 < θ < π/2
ja
X = X + sin(θ)
Y = Y - cos(θ)
Randbedingung
rand < ω
ja
nein
θ = Phasenfunktion(θ)
+ +
E (X,Y) = E (X,Y) + max(0, cos(θ))
- -
E (X,Y) = E (X,Y) + max(0,-cos(θ))
Abbildung 2.4: Flu diagramm eines Monte-Carlo-Modells zur Berechnung des Strahlungstransportes
in einer vertikal und horizontal inhomogenen bewolkten Atmosphare.
2.5.2 Monte-Carlo-Modell (MCM)
Das Monte-Carlo-Modell (MCM) beruht auf einer direkten Simulation des realen Prozesses
der Ausbreitung der Solarstrahlung in der Atmosphäre. Man läßt dazu eine große Anzahl
von Test-Energieträgern (Modell-Photonen) auf den Rand des zu untersuchenden Mediums
einfallen und verfolgt deren individuellen Weg unter der Berücksichtigung von Streuung
und Absorption. Aus der Photonenanzahl und deren Energieinhalt an beliebigen Punkten
im Medium kann die Strahldichte sowie die Strahlungsflußdichte bestimmt werden.
Die MCM ist besonders für unterbrochene Wolkenfelder geeignet. In dieser Arbeit wird
dieses Verfahren auf inhomogene stratiforme Wolken angewandt. Die 2-dimensionale Verteilung
des Extinktionskoeffizienten wurde aus Messungen in arktischer Grenzschichtbewölkung
ermittelt.
Abbildung 2.4 zeigt das Flußdiagramm des verwendeten Monte-Carlo-Modellcodes. In
diesem Modell gehen als Randbedingungen das Verhältnis von direkter Strahlung zur
Globalstrahlung Edir sowie die Oberflächenalbedo ein. Der Volumenextinktionskoeffizient
e wird ortsabhängig entsprechend der Messungen im arktischen Stratus vorgegeben. Für
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