Articles

Whitecaps

Bidraget från vita kåpor och skum till TOA-strålningen beror på två faktorer: reflektansen hos vita kåpor i sig och den del av havsytan som täcks av vita kåpor.

Enligt Gordon och Wang (1994b) är bidraget från vita kåpor och skum vid TOA

t(𝜃v,λ)ρwc(λ) = Nt(𝜃s,λ)t(𝜃v,λ),

där t(𝜃v,λ)är den atmosfäriska diffusstransmissionen i betraktningsriktningen,t(𝜃s,λ)är den diffusstransmissionen i solens riktning, ochNär den icke-dimensionella normaliserade vitkåpsreflektansen.N definieras på samma sätt som den normaliserade vattenavgångsreflektansenN i ekv. (3).3) på sidan Normaliserad reflektans, nämligen

N ≡ π FoN = π RRo 2Lwc(𝜃s) Fo cos 𝜃st(𝜃s), (1)

där Lwc är den vita hällens radians. Det antas att de vita skotten är lambertianska reflektorer, så att(till skillnad från Lw)Lwc inte beror på riktningen 𝜃v,ϕ.Detta ger tolkningen (Gordon och Wang (1994b), sidan 7754) att ”ρ ärreflektansen – den reflekterade strålningen dividerad med den infallande strålningen – som ett lambertianskt mål som hålls horisontellt vid TOA måste ha för att producera strålningen L.”N” kan tolkas som den genomsnittliga reflektansen för havsytan som uppstår genom vita kåpor i avsaknad av atmosfärisk dämpning.

Den effektiva reflektansen för strålning från vita kåpor är enligt Koepke (1984) 0,22 (om än med ± 50 % felmarginaler). Denna reflektans är oberoende av våglängden. Detta gerN = 0,22Fwc, därFwc är den andel av havsytan som täcks av vitskummor. Den fraktionella täckningen är hämtad från Stramska och Petelski (2003), som ger två modeller för Fwc:

Fwc = 5,0 × 10-5(U10 – 4,47)3 för utvecklade havsområden (2) Fwc = 8,75 × 10-5(U10 – 6.33)3för outvecklade hav (3)

där W är vindhastigheten i ms-1 på 10 m. Formel (3) för outvecklade hav används utifrån antagandet att om haven är välutvecklade är det troligen stormigt och därmed molnigt, så att fjärranalys inte är möjlig. Den blå kurvan i figur (4) visarFwc för outvecklade hav.

Den finala modellen för Nis är då

N(λ) = awc(λ) × 0,22 × Fwc = awc(λ) × 1,925 × 10-5(U10 – 6,33)3. (4)

En korrigering för vita kuddar tillämpas för vindhastigheter i intervallet6,33 ≤ U10 ≤ 12ms-1. Faktorn awc(λ)är en normaliserad whitecap reflektans som beskriver minskningen av reflektansen vid röda och NIR-våglängder. Denna faktor är hämtad från figurerna 3 och 4 i Frouin et al.(1996); värdena är