一、下圖的上半部是紅外線波譜區間以單位波數輻射通量密度表示的普朗克函數在210 K與290 K時隨波數(波長)的變化,下半部是特定水氣濃度所對應的水氣吸收譜線強度隨波數(波長)的變化情形。
如果要精確計算水氣在整個紅外線波譜區間的吸收與放射對於某個高度z向下的輻射通量密度,由於水氣吸收譜線強度隨波數的變化非常大,所以必須用逐線(line-by-line)計算法才能獲得準確的結果,但是所需要的計算數量大且耗費的時間長。如果希望在數值天氣預報模式或氣候模式進行水氣在紅外線吸收與放射對輻射通量密度或輻射加熱冷卻率影響,就必須設法加快計算速度,但與逐線計算結果相比,卻還是能夠保持計算的精確度。
試說明可以用什麼方式在模式中處理上述的問題,並參考附圖內容,繪製並且對照處理後的普朗克函數與水氣吸收譜線分布與附圖間的差異,具體說明其能加速計算與保持精確度的關鍵。