Numerical Simulation of Polarized Light and Temperature in a Stratified Atmosphere with a Slowly Varying Refractive Index
Simulation numérique de la lumière polarisée et de la température dans une atmosphère stratifiée ayant un indice de réfraction variant faiblement
Résumé
This article aims to elucidate the effect of a slowly varying refractive index on the temperature in a stratified atmosphere, with a particular focus on greenhouse gases such as \texttt{CO}$_2$. It validates an iterative method called iterations on the source but it shows also that the system proposed by Chandrasekhar and Pomraning requires compatibility conditions when the refractive index varies. So instead we solve the integral representation of the Vector Radiative Transfer Equations (VRTE) in which the unphysical ray directions have been removed.
Some mathematical proofs are given showing monotonicity of the iterations and some numerical tests showing the effect of a layer of cloud with a refracting index greater than air, polarisation and Rayleigh scattering.
Cet article vise à élucider l'effet d'un indice de réfraction variant lentement sur la température dans une atmosphère stratifiée, avec un accent particulier sur les gaz à effet de serre tels que le CO2. Il valide une méthode itérative appelée itérations sur la source mais il montre aussi que le système proposé par Chandrasekhar et Pomraning nécessite des conditions de compatibilité lorsque l'indice de réfraction varie. Au lieu de cela, nous résolvons la représentation intégrale des équations de transfert radiatif vectoriel (VRTE) dans lesquelles les directions non physiques des rayons ont été supprimées.
Quelques preuves mathématiques sont données montrant la monotonie des itérations et quelques tests numériques montrant l'effet d'une couche de nuage avec un indice de réfraction supérieur à l'air, la polarisation et la diffusion de Rayleigh.
Mots clés
Radiative transfer Polarization Integral equation Numerical analysis Climate modeling MSC classification 3510 35Q35 35Q85 80A21 80M10 General Rayleigh scattering Matrix 15
Radiative transfer
Polarization
Integral equation
Numerical analysis
Climate modeling MSC classification 3510
35Q35
35Q85
80A21
80M10 General Rayleigh scattering Matrix 15
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)