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Simulación Numérica de los Efectos de la Rugosidad de la Superficie en la Dispersión de Luz por Placas de Hielo Hexagonales

Autores: Ballington, Harry; Hesse, Evelyn

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Simulación Numérica de los Efectos de la Rugosidad de la Superficie en la Dispersión de Luz por Placas de Hielo Hexagonales


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Astronomía

Palabras clave

Nubes cirros
Alta altitud
Balance de radiación atmosférica
Placas de hielo hexagonales
Rugosidad de la superficie
Propiedades de dispersión

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 9

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las nubes cirros tienen una amplia cobertura global y su gran altitud significa que juegan un papel crítico en el balance de radiación atmosférica. Las placas de hielo hexagonales y las columnas son dos de las especies más abundantes presentes en los cirros y, sin embargo, aún hay una comprensión limitada de cómo la rugosidad de la superficie afecta la dispersión de la luz de estas partículas. Para avanzar en la comprensión actual, se simulan las propiedades de dispersión de las placas de hielo hexagonales con diferentes propiedades de rugosidad de superficie utilizando la aproximación de dipolo discreto y el método de óptica física del trazador de haz padre. Se elige que las placas de hielo tengan un parámetro de tamaño equivalente en volumen de , donde es el radio de la esfera equivalente en volumen, y un índice de refracción a una longitud de onda de um. La rugosidad de la superficie se varía en términos de una escala de longitud característica y una amplitud. Las partículas se rotan en 96 orientaciones para obtener la matriz de dispersión de Mueller promediada por cuasi-orientación y los parámetros de dispersión de un solo escaneo integrados. El estudio encuentra que la dispersión es en gran medida invariante con respecto a la escala de longitud de rugosidad, lo que significa que se puede caracterizar únicamente por la amplitud de rugosidad. Se encuentra que aumentar la amplitud conduce a una disminución en el parámetro de asimetría. También se muestra que la rugosidad con una amplitud mucho menor que la longitud de onda tiene casi ningún efecto en la dispersión en comparación con una placa lisa y prístina. El método del trazador de haz padre muestra un buen acuerdo con la aproximación de dipolo discreto cuando la escala de longitud característica de la rugosidad es varias veces mayor que la longitud de onda, con un tiempo de computación reducido en un factor de aproximadamente 500.

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