Sviluppo di algoritmi d’inversione
Empirici
Neural network
Modelli numerici di
trasferimento radiativo
Radiative transfer modeling
•Model type/purpose
•Spectral range/integration
•Angular integration
•Polarization
•Physical Processes/level of parametrization
•Geometry
•Input
•Output
•User friendly
•Examples
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)
Proprieta’ ottiche della
superficie/boundaries (λ,Ω)
Equazione del trasporto radiativo (λ,Ω)
Soluzione (∫
∫ …dλdΩ)
Proprieta’ fisiche delle singole
molecole e Aerosols (composizione)
Processi radiativi d’interazione
Proprieta’ ottiche delle singole
molecole e Aerosols (λ,Ω)
Proprieta’ ottiche del volume (λ,Ω)
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 dell’eq. Del
trasporto radiativo
Equazione del trasporto radiativo (λ,Ω)
Risoluzione numerica di eventuali
integrazioni angolari e spettrali
Soluzione (∫
∫ …dλdΩ)
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
(p,T)
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
Doubling or adding method
Si definisce per la trasmissione diffusa e per la riflessione:
Un prodotto R1R2 implica:
INSTRUMENT SIMULATOR
• GAS ABSORPTION FROM
MAJOR AND MINOR GASES
• MULTIPLE SCATTERING
• POSSIBILITY TO
INTRODUCE USER
DEFINED DETAILED INPUT
ALTITUDE
INCLINATION
ORBIT MODEL
PERIOD
EQ. PASS. TIME
• SPECTRAL RESOLUTION
AND RANGE ADEGUATE
EARTH
SUBSATELLITE
POSITION
SCANNING MODEL
SCANNING
CHARACTERISTICS
INSTRUMENT CHARACTERISTICS :
OBSERVATION GEOMETRY (S, V, )
NOISE, FILTER RESPONSES, MULLER
SIMULATED
SURFACE (  (S, V, , ) ,zo)
RADIATIVE
CLEAR SKY ATMOSPHERE
THERMODYNAMIC PROFILE (T(z),p(z), gas(z))
INPUT
TRANSFER
EQUATION SOLVER
CLOUDS (SSOP(
UPWELLING
INSTRUMENT
SIMULATED
MEASURED
RADIANCES
MODEL
RADIANCES
,z) ,( ,z))
*
AEROSOLS (SSOP( ,z)*,( ,z))
(*) SSOP: Single Scattering Optical Properties
SSA
MOLECULAR SCATTERING PROFILE (SSOP( ,z),( ,z))
GAS EXTINCTION PROFILE (( ,z))
Legendre Polynomial coefficients
HITRAN 2000
TAPE 1
 RANGE
GAS
MOLECULES
LNFL
TAPE 3
CLEAR SKY ATMOSPHERE
THERMODYNAMIC PROFILE (T(z),p(z), gas(z))
LBL
GEOGRAPHYCAL POSITION (LAT,LON)
GAS EXTINCTION PROFILE (( ,z))
TOPOGRAPHY
MODEL
?
SURFACE COMPOSITION
REFRACTIVE INDEX DB
m(λ,surface)
BRDF MODEL
z(LAT,LON))
SURFACE (  (S, V, , ) ,zo)
CLEAR SKY ATMOSPHERE
THERMODYNAMIC PROFILE (T(z),p(z), gas(z))
μPhysical model
COMPOSITION PROFILE (SD(z,aerosol))
SD PROFILE (SD(z,aerosol))
COMPOSITION
REFRACTIVE INDEX DB
m(λ,aerosol)
↓
REFRACTIVE
INDEX
REFRACTIVE INDEX
m(λ,z,aerosol)
SSOPM
AEROSOLS (SSOP( ,z)*,( ,z))
MIEV0
MIXTURE TYPE
Ext,Int
SHAPE
S(SD,z,aerosol)
CLOUDS (SSOP( ,z)*,( ,z))
SD PROFILE (SD(z,water))
REFRACTIVE INDEX
m(λ,z,water)
SHAPE
S(SD,z,water)
SSOPM
MIEV0
δ-M
WATER CLOUDS (SSOP( ,z)*,( ,z))
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)
Alcuni siti d’interesse
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/
ESEMPI DI MOTIVAZIONI PER LA
POSIZIONE DEI CANALI PER
ALCUNI STRUMENTI
(MODIS e SEVIRI)
CLM: Cloud microphysical properties