利用谱积分 Voigt 函数快速计算总带辐射亮度
综合物理
2021-05-21 v1 大气与海洋物理
摘要
在我们早先的出版物中，我们引入了谱积分 Voigt 函数(SIVF)作为传统 Voigt 函数基于 HITRAN 应用的替代方案[Quine & Abrarov, JQSRT 2013]。研究表明，应用 SIVF 可在不损失光谱辐射亮度计算精度的前提下降低光谱分辨率。作为进一步发展，本研究给出基于 sinc 函数不完全余弦展开新采样方法[Abrarov & Quine, Appl. Math. Comput. 2015]导出的更高效 SIVF 近似。由于 SIVF 在数学上表示 Voigt 函数的均值积分，该方法计入 Voigt 函数曲线下面积。因而，定义为给定光谱区域内积分光谱辐射亮度的总带辐射亮度，即便在低光谱分辨率下亦可保持精度。数值结果表明，应用 SIVF 有望用于利用 HITRAN 分子光谱数据库的大气模型中更快速的逐线计算。此方法对实现如 Argus 1000 这类地球轨道微型光谱仪从 NIR 空间数据实时反演温室气体的算法尤为高效。微型光谱仪的实时模式运行有利于飞行中即时决策，以提升空间数据收集效率。
引用
@article{arxiv.2105.09891,
title = {Rapid computation of the total band radiance by using the Spectrally Integrated Voigt Function},
author = {Sanjar M. Abrarov and Rehan Siddiqui and Rajinder K. Jagpal and Brendan M. Quine},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.09891},
year = {2021}
}
备注
23 pages, 11 figures