ИСТИНА

Правильное описание макрофизической структуры облачности является актуальной задачей прогностических моделей ввиду неопределённости вычислительно эффективного расчёта их радиационных свойств. Целью работы является анализ облачных вычислительных алгоритмов, которые доступны в автономной версии радиационной модели ECRAD [1], использующейся в модели ICON [2], на примере Московского региона (55,71° с.ш., 37,52° в.д.). Входные данные для ECRAD были получены по результатам детальных численных расчётов негидростатической модели ICON-LAM [2] для ограниченной территории на 15.08.2021 г. на сетке с шагом 4.4 км и с использованием 90 вертикальных уровней. Радиационные расчёты в ECRAD были проведены с использованием различных алгоритмов: «McICA», «Tripleclouds» и «SPARTACUS». Облачно-радиационный эффект (CRE) был вычислен как разность в величинах коротковолнового и длинноволнового балансов между облачными и безоблачными условиями. Представлены эксперименты, направленные на анализ пространственных и вертикальных распределений различий в CRE и скоростях радиационного нагрева. В частности, исследуется важность представления облака в виде двух областей с разной оптической толщиной, реализованной в «Tripleclouds». Также приведена оценка явного представления упрощённых трёхмерных радиационных эффектов облачности, доступных в «SPARTACUS». По данным расчётов получены стохастические несмещённые шумы при расчётах с использованием алгоритма «McICA». Учёт в алгоритме «Tripleclouds» дополнительной структуры облака уменьшает CRE в солнечном (около 30 Вт/м2) и увеличивает CRE в тепловом диапазоне (около 3 Вт/м2) для балла облачности 9-10 у земной поверхности и на ВГА. 3D модельные эффекты облачности с использованием «SPARTACUS» положительны и оценены в медианных значениях от 5 до 10 Вт/м2 у поверхности и от 12 до 18 Вт/м2 на ВГА для коротковолнового диапазона при значении водосодержания облаков от 170 до 1700 г/м2. В длинноволновом спектре трёхмерные эффекты составили до 2 Вт/м2.