模拟卷云。第二部分：辐射特性的处理

为卷云开发了一种新的辐射模型，适用于双流辐射传输模型。导出了消光和吸收系数以及非对称参数的解析表达式。这些是冰粒子尺寸分布参数、冰粒子形状和波长的函数。考虑的冰粒子形状包括六角形片和柱体、子弹状玫瑰形和平面多晶体。这些似乎是卷云中发现的主要晶体类型。辐射特性的表达考虑了尺寸分布投影面积和辐射通过冰粒子传播的距离。在吸收方面，辐射的折射和内部反射进行了参数化。假定理想的卷云，展示了单散射反照率、反射率和发射率对波长、冰粒子形状和尺寸分布的依赖性。反射率和发射率对冰粒子形状表现出强烈的依赖性，平面多晶体和子弹状玫瑰形的反射率通常是六角柱和片的两倍或更多。该辐射模型通过两个卷云现场研究的微物理和辐射测量进行了测试。两项案例研究显示，通过匹配观测到的和预测的反照率-发射率曲线，该辐射模型能够预测已观测到的平均冰粒子大小和冰水路径（IWP），前提是已知或推断出主要的冰粒子形状。检索的IWP值与测量获得的值的偏差在第一次案例研究中不超过15%，而第二次案例研究的平均偏差为18%。因此，从卫星数据中检索给定冰粒子形状的真实IWP估计值可能是可行的。其他辐射模型未能解释第二个案例研究，该研究的特征是相对较高的反照率。这些高反照率似乎是由于不寻常的小六角形片晶体，具有类似于云滴的非对称参数值。非对称参数的改进处理并不是理论与观察之间良好一致的主要原因。相反，关键因素似乎是对冰粒子光子路径、投影面积和质量的改进处理，以及省略Mie理论中包含的、可能不适用于冰粒子的某些物理过程。通过解析表达式预测辐射特性，使该模型在大规模模型中预测辐射特性时不会过度增加计算时间。