Transfer Radiatif di Atmosfer

Deskripsi matematis dan fisik tentang bagaimana energi radiasi diserap, dipancarkan, dan dihamburkan saat bergerak melalui atmosfer.

Definition

Transfer radiatif adalah proses di mana intensitas radiasi elektromagnetik berubah sepanjang jalur melalui medium yang menyerap, memancarkan, dan menghamburkannya, diatur oleh persamaan transfer radiatif.

Scope

Mencakup persamaan transfer radiatif dan solusinya dalam kondisi penyerapan, emisi, dan hamburan ganda; kedalaman optik dan kepunahan; atenuasi Beer-Lambert; fungsi sumber dan emisi termal; fungsi fase hamburan; serta aproksimasi seperti metode dua-aliran dan diskrit-ordinat yang digunakan dalam model radiasi.

Core questions

• Bagaimana intensitas radiasi berkembang sepanjang jalur melalui atmosfer yang menyerap dan menghamburkan?
• Bagaimana penyerapan, emisi, dan hamburan digabungkan dalam satu persamaan transfer?
• Aproksimasi apa yang membuat transfer radiatif dapat ditangani dalam model numerik?

Key theories

Persamaan transfer radiatif

Persamaan diferensial yang menghubungkan perubahan intensitas radiasi sepanjang jalur dengan kehilangan akibat kepunahan dan perolehan dari emisi termal dan hamburan masuk, yang diparameterisasi oleh kedalaman optik dan albedo hamburan tunggal.

Mechanisms

Sepanjang jalur infinitesimal, intensitas berkurang karena penyerapan dan hamburan keluar (kepunahan, dinyatakan melalui kedalaman optik) dan meningkat karena emisi termal, yang bergantung pada fungsi Planck dan suhu lokal, serta karena hamburan masuk radiasi dari arah lain yang dijelaskan oleh fungsi fase. Solusi berkisar dari atenuasi Beer-Lambert sederhana untuk media penyerap hingga perlakuan hamburan ganda seperti metode diskrit-ordinat dan dua-aliran.

Clinical relevance

Kode transfer radiatif adalah inti dari pengambilan data penginderaan jauh satelit, skema radiasi model cuaca dan iklim, serta koreksi atmosfer pada citra.

History

Berdasarkan perlakuan awal Schwarzschild tentang kesetimbangan radiatif di atmosfer bintang, monograf Chandrasekhar tahun 1950, Radiative Transfer, menetapkan kerangka kerja yang ketat yang kemudian diadaptasi untuk atmosfer planet dan disematkan dalam model radiasi operasional.

Key figures

• Subrahmanyan Chandrasekhar
• Kuo-Nan Liou

Seminal works

• chandrasekhar1960
• liou2002

Frequently asked questions

Apa itu kedalaman optik?

Kedalaman optik adalah ukuran tak berdimensi tentang seberapa banyak berkas radiasi dilemahkan sepanjang jalur; kedalaman optik satu berarti intensitas berkurang sekitar 2,7 kali lipat karena kepunahan.