Sviluppo di algoritmi dinversione Empirici Neural network Modelli numerici di trasferimento radiativo.

Presentazione sul tema: "Sviluppo di algoritmi dinversione Empirici Neural network Modelli numerici di trasferimento radiativo."— Transcript della presentazione:

1 Sviluppo di algoritmi dinversione Empirici Neural network Modelli numerici di trasferimento radiativo

2 Radiative transfer modeling Model type/purpose Spectral range/integration Angular integration Polarization Physical Processes/level of parametrization Geometry Input Output User friendly Examples

3 Proprieta fisiche delle singole molecole e Aerosols (composizione) (p,T) Proprieta ottiche delle singole molecole e Aerosols (λ,Ω) Proprieta ottiche del volume (λ,Ω) Equazione del trasporto radiativo (λ,Ω)Proprieta ottiche della superficie/boundaries (λ,Ω) Soluzione ( …dλdΩ)

4 Proprieta fisiche delle singole molecole e Aerosols (composizione) Proprieta ottiche delle singole molecole e Aerosols (λ,Ω) Proprieta ottiche del volume (λ,Ω) Equazione del trasporto radiativo (λ,Ω) Soluzione ( …dλdΩ) Processi radiativi dinterazione Calcolo delle proprieta ottiche di volume: Spessore ottico, albedo di singolo scattering, proprieta angolari dello scattering (per es: g o matrice di diffusione) o T,R,A Risoluzione numerica delleq. Del trasporto radiativo Risoluzione numerica di eventuali integrazioni angolari e spettrali

5 (p,T) La radiazione scatterata da un generico volume dipende dalla intensita e distribuzione angolare della radiazione incidente sul volume che pero dipende, atraverso lo scattering dei volumi vicini a sua volta dalla radiazione scatterata

6 Scattering MULTIPLO: METODI NUMERICI Ordini di scattering successivi Montecarlo Doubling or Adding Invariant imbedding Funzioni X e Y Discrete – Ordinate Armoniche sferiche Sviluppo in eigenfuction Pseudo-assorbimento

7 Doubling or adding method

8 Si definisce per la trasmissione diffusa e per la riflessione: Un prodotto R 1 R 2 implica:

9 OBSERVATION GEOMETRY ( S, V, ) SURFACE ( ( S, V,, ),zo) CLOUDS (SSOP(, z) *, (, z)) AEROSOLS (SSOP(,z)*, (,z)) INSTRUMENT CHARACTERISTICS : NOISE, FILTER RESPONSES, MULLER SIMULATED INSTRUMENT MODEL RADIATIVE TRANSFER EQUATION SOLVER ALTITUDE INCLINATION PERIOD EQ. PASS. TIME SCANNING CHARACTERISTICS ORBIT MODEL SCANNING MODEL EARTH SUBSATELLITE POSITION INSTRUMENT SIMULATOR GAS ABSORPTION FROM MAJOR AND MINOR GASES MULTIPLE SCATTERING POSSIBILITY TO INTRODUCE USER DEFINED DETAILED INPUT SPECTRAL RESOLUTION AND RANGE ADEGUATE CLEAR SKY ATMOSPHERE THERMODYNAMIC PROFILE (T(z),p(z), gas(z)) INPUTUPWELLING RADIANCES SIMULATED MEASURED RADIANCES ( * ) SSOP: Single Scattering Optical Properties SSA Legendre Polynomial coefficients GAS EXTINCTION PROFILE ( (,z)) MOLECULAR SCATTERING PROFILE (SSOP(,z), (,z))

10 LBL CLEAR SKY ATMOSPHERE THERMODYNAMIC PROFILE (T(z),p(z), gas(z)) GAS EXTINCTION PROFILE ( (,z)) HITRAN 2000 TAPE 1 LNFL RANGE GAS MOLECULES TAPE 3 GEOGRAPHYCAL POSITION (LAT,LON) TOPOGRAPHY MODEL z(LAT,LON))SURFACE COMPOSITION BRDF MODEL REFRACTIVE INDEX DB m(λ,surface) SURFACE ( ( S, V,, ),zo) ?

11 SSOPM MIEV0 CLEAR SKY ATMOSPHERE THERMODYNAMIC PROFILE (T(z),p(z), gas(z)) μPhysical model AEROSOLS (SSOP(,z)*, (,z)) SD PROFILE (SD(z,aerosol))COMPOSITION PROFILE (SD(z,aerosol)) COMPOSITION REFRACTIVE INDEX REFRACTIVE INDEX DB m(λ,aerosol) REFRACTIVE INDEX m(λ,z,aerosol) MIXTURE TYPE Ext,Int SHAPE S(SD,z,aerosol) CLOUDS (SSOP(,z)*, (,z))

12 SSOPM MIEV0 WATER CLOUDS (SSOP(,z)*, (,z)) SD PROFILE (SD(z,water)) REFRACTIVE INDEX m(λ,z,water) SHAPE S(SD,z,water) δ-M

13 Comments on RTM Completeness of the represented processes. (e.g. type of absorption band model, numerical solution of the multiple scattering) Assumptions (e.g. Lambertian surface representation) Internal database (e.g. angular representation of single scattering properties)

14 Alcuni siti dinteresse www.colorado.edu/physics/phet/simulations/blackbody/blackbo dy.swf omlc.ogi.edu/calc/mie_calc.htlm www.crseo.ucsb.edu/esrg/sbdart/ http://irina.eas.gatech.edu/rad-codes.htm Sito che permette di fare simulazioni on-line arm.mrcsb.com/sbdart/ RTTOV http://www.metoffice.gov.uk/research/interproj/nwpsaf/rtm/

15 ESEMPI DI MOTIVAZIONI PER LA POSIZIONE DEI CANALI PER ALCUNI STRUMENTI (MODIS e SEVIRI)

16

17

18

19

20 CLM: Cloud microphysical properties

21

22

23