Downward surface flux computations in a vertically inhomogeneous grey planetary atmosphere Cálculo do fluxo radiativo superficial em uma atmosfera planetária cinza e verticalmente não-homogênea

• Main Author: Marcos Pimenta de Abreu
• Format: Article
• Language: English
• Published: Sociedade Brasileira de Meteorologia 2008-03-01
• Series: Revista Brasileira de Meteorologia
• Subjects: radiação atmosférica; ordenadas discretas; método espectro-nodal; funções bidirecionais; fluxo radiativo; eficiência computacional; atmospheric radiation; discrete ordinates; spectral nodal method; bidirectional functions; radiative flux; computational efficiency
• Online Access: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0102-77862008000100004

We describe an efficient computational scheme for downward surface flux computations in a vertically inhomogeneous grey planetary atmosphere for different values of solar zenith angle. We start with the basic equations of a recently developed discrete ordinates spectral nodal method, and we derive suitable bidirectional functions whose diffuse components do not depend on the solar zenith angle. We then make use of these bidirectional functions to construct an efficient scheme for computing the downward surface fluxes in a given model atmosphere for a number of solar zenith angles. We illustrate the merit of the computational scheme described here with downward surface flux computations in a three-layer grey model atmosphere for four values of solar zenith angle, and we conclude this article with general remarks and directions for future work.<br>Este artigo descreve um esquema computacional baseado em desenvolvimentos recentes do método espectro-nodal de ordenadas discretas para o cálculo eficiente do fluxo radiativo superficial em uma atmosfera planetária cinza e verticalmente não-homogênea para valores distintos do ângulo zenital solar. A partir das equações básicas do método espectro-nodal de ordenadas discretas, são obtidas funções bidirecionais discretas cujas componentes difusas não dependem do ângulo zenital solar. Com essas funções bidirecionais discretas, é construído um esquema computacional para calcular eficientemente fluxos radiativos superficiais em uma dada atmosfera-modelo para vários ângulos zenitais solares. O mérito computacional do esquema resultante é ilustrado com resultados numéricos para os fluxos radiativos superficiais em uma atmosfera-modelo cinza com três camadas para quatro valores distintos do ângulo zenital solar. Este artigo é finalizado com observações gerais e indicações de trabalhos futuros.