Материалы 22-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 11–15 ноября 2024 г.

(http://conf.rse.geosmis.ru)

XXII..527

Микроволновое зондирование Земли радиометром МТВЗА-ГЯ со спутников серии "Метеор-М": результаты за 15 лет (2009-2024)

Митник Л.М. (1)
(1) Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН, Владивосток, Россия
Измерения из космоса излучения Земли в микроволновом диапазоне длин волн служат источником ежедневной глобальной количественной информации о ключевых климатических параметрах. Многоканальный сканирующий микроволновый радиометр МТВЗА-ГЯ (Модуль температурно-влажностного зондирования атмосферы, ГЯ — в память о Геннадии Яковлевиче Гуськове (1918–2002)) входит в состав научных приборов спутников гидрометеорологического обеспечения серии “Метеор-М”, первый из которых “Метеор-М” №1 был выведен на солнечно-синхронную орбиту высотой 830 км 17 сентября 2009 года. Даты последующих запусков: “Метеор-М” №2 — 8 июля 2014 года, “Метеор-М” №2-1 — 28 ноября 2017 года (аварийный), “Метеор-М” №2-2 — 5 июля 2019 года, “Метеор-М” № 2-3 — 27 июня 2023 года (данные поступают в ограниченном объёме) и “Метеор-М” № 2-4 — 29 февраля 2024 года. МТВЗА-ГЯ сканирует Землю по конусу под углом падения 65, ширина полосы обзора от 1500 до 2500 км. Уходящее излучение Земли принимается в диапазоне частот от 6,9 до 183,3 ГГц. Количество частотных каналов менялось от 20 (“Метеор-М” №1) до 40 “Метеор-М” №2-4). Частоты каналов расположены в окнах прозрачности атмосферы (некоторые из них ранее не применялись для дистанционного зондирования Земли) и в областях резонансного поглощения в кислороде и в водяном паре. что позволяет восстанавливать как интегральные параметры (содержание водяного пара в атмосфере и воды в облаках), так и вертикальные профили температуры и влажности воздуха. Калибровка принятых сигналов радиометра (антенных температур) выполнялась по сигналам внутреннего источника с известной температурой и реликтового космического излучения, а также по излучению тестовых участков Земли с различной яркостной температурой, которая находилась путем интегрирования уравнения переноса излучения в системе поверхность-атмосфера при заданных (известных) гидрометеорологических параметрах. Стабильность работы радиометра в космосе оценивалась путем сравнения временных рядов усреднённых яркостных температур тестовых участков, найденных по данным МТВЗА-ГЯ, c данными AMSR2. Несмотря на существенно более низкое пространственное разрешение МТВЗА-ГЯ по сравнению с разрешением радиометров AMSR2 и GMI, погрешности калибровки и пропуски в измерениях, данные МТВЗА-ГЯ были важным дополнительным или основным источником сведений при изучении морских погодных систем, включая тропические и внетропические циклоны, атмосферные реки Южного океана, внезапные стратосферные потепления в Северном и Южном полушариях, а также при оценке температуры подстилающей поверхности и влажности атмосферы в различных климатических зонах, характеристик поверхности, подповерхностных слоёв и атмосферы Гренландии и Антарктиды, морского льда и др. В докладе приведены результаты исследований, представленные на ведущих международных и российских конференциях и симпозиумах, и результаты обработки наблюдений со спутников “Метеор-М” №2-3 и №2-4, полученные в 2024 году. Работа выполнена при поддержке госбюджетной темы (регистрационный номер 124022100080-0). Автор благодарит сотрудников АО “Российские космические системы” за постоянную поддержку работы и предоставление данных МТВЗА-ГЯ и Японское аэрокосмическое агентство JAXA за предоставление данных радиометров AMSR2 и GMI.
Автор благодарит РКС Роскосмоса за предоставление данных МТВЗА-ГЯ, JAXA (Япония) за данные радиометров AMSR2 и GMI и сотрудников лаборатории спутниковой океанологии и лазерного зондирования М.Л. Митник, В.П. Кулешова и А.В. Баранюк за помощь в обработке спутниковой информации и участие в подготовке докладов и статей по спутникам серии Метеор-М. Работа выполнена в рамках госбюджетной темы рег. номер АААА-А17-117030110037-8

Ключевые слова: микроволновые радиометры, МТВЗА-ГЯ, AMSR2, “Метеор-М”, временные ряды, тропические циклоны, внезапные стратосферные потепления, Гренландия, Антарктида, моделирование переноса излучения
Литература:
  1. Cherny I.V., Mitnik L.M., Mitnik M.L., Uspensky A.B., Streltsov A.M. Оn-orbit calibration of the “Meteor-M” Microwave Imager/Sounder // Proc. IGARSS 2010. Hawaii, 26-30July. P. 558-581.
  2. Митник Л.М., Митник М.Л., Гурвич И.А., Выкочко А.В., Кузлякина Ю.А., Черный И.В., Чернявский Г.М. Исследование эволюции тропических циклонов в северо-западной части Тихого океана по данным СВЧ-радиометров МТВЗА-ГЯ со спутника Метеор-М №1 и AMSR-E со спутника Aqua // Современные пробл. дистанц. зондир. Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 4. С. 121-128.
  3. Zabolotskikh E.V., Mitnik L.M., Chapron B. New approach for severe marine weather study using satellite passive microwave sensing // Geophys. Res. Letters. 2013. V. 40, Issue 13. P. 3347–3350.
  4. Стрельцов А.М., Барсуков И.А, Никитин О.В., Черный И.В. Чернявский Г.М. Радиочастотные помехи, влияющие на качество информации СВЧ-радиометра МТВЗА-ГЯ спутника «Метеор-М» // Соврем. проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 2. С. 181–184. DOI: 10.21046/2070-7401-2016-13-1-95-104.
  5. Митник Л.М., Чёрный И.В., Чернявский Г.М., Митник М.Л., Выкочко А.В. Морские погодные системы по данным микроволнового радиометра МТВЗА-ГЯ со спутника Метеор-М № 1 // Труды. ВКА им. А.Ф. Можайского, СПб. 16-17 апреля 2014 г. Т. 2. С. 346-350.
  6. Митник Л.М., Митник М.Л., Чернявский Г.М., Чёрный И.В., Выкочко А.В., Пичугин М.К. Приводный ветер и морской лёд в Баренцевом море по данным микроволновых измерений со спутников Метеор-М № 1 и GCOM-W1 в январе-марте 2013 г. // Исслед. Земли из космоса. 2015. № 6. С. 36-46.
  7. Митник Л.М., Митник М.Л. Калибровка и валидация - необходимые составляющие микроволновых радиометрических измерений со спутников серии Метеор-М № 2 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 1. С. 95-104.
  8. Barsukov I., Cherniavsky G., Cherny I., Mitnik L., Kuleshov V., Mitnik M. New Russian meteorological satellite Meteor-M N 2: Sensing of the subsurface, surface and atmospheric characteristics by MTVZA-GY microwave imager/sounder // Proc. IGARSS 2016, 10 - 15th July, 2016. P. 5528-5531.
  9. Mitnik L.M., M.L. Mitnik, G.M. Chernyavsky, I.V. Cherny, A.V. Vykochko, M.K. Pichugin, E.V. Zabolotskikh. Sea surface wind and sea ice in the Barents Sea using microwave sensing data from Meteor-M N1 and GCOM-W1 satellites in January–March 2013 // Izv. Atm. Oceanic Physics, 2016, V. 52, No. 9, P. 1041–1050.
  10. Чернявский Г.М., Митник Л.М., Кулешов В.П., Митник М.Л., Черный И.В. Микроволновое зондирование океана, атмосферы и земных покровов по данным спутника Метеор-М №2 // Соврем. проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 4. С. 78-100. DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-4-78-100.
  11. Чернявский Г.М., Митник Л.М., Кулешов В.П., Митник М.Л., Стрельцов А.М., Евсеев Г.Е., Черный И.В. Моделирование яркостных температур и первые результаты, полученные микроволновым радиометром МТВЗA-ГЯ со спутника Метеор-М №2-2 // Соврем. проблемы дистанц. зондир. Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 3. С. 51-65.
  12. Кулешов В.П., Митник Л.М., Митник М.Л. Глобальные поля яркостной температуры Земли в диапазоне частот 6-190 ГГц по измерениям со спутников "Метеор-М № 2-2" и GCOM-W1 // Труды ВКА имени А.Ф.Можайского. Вып. 674. Проблемы военно-прикладной геофизики и контроля состояния природной среды. С. 223-228.
  13. Митник Л.М., Кулешов В.П., Митник М.Л. Внезапное стратосферное потепление над Антарктидой в сентябре 2019 г. по данным радиометра МТВЗА-ГЯ со спутника "Метеор-М" № 2-2 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т.17. № 7. С. 229-242. DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17
  14. Mitnik L.M., Kuleshov V.P., Mitnik M.L., Chernyavski G.M., Cherny I.V., Streltsov A.M. Microwave radiometer MTVZA-GY on new Russian satellite Meteor-M N 2-2 and sudden stratospheric warming over Antarctica // IEEE Journal of Selected Topics of Applied Remote Sensing, 2021.
  15. Митник Л.М., Кулешов В.П., Митник М.Л. Внезапное стратосферное потепление в январе 2021 года по микроволновым измерениям со спутника "Метеор-М" № 2-2 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. №3. С. 139-148.
  16. Mitnik L.M., Kuleshov V.P., Mitnik M.L., Chernyavski G.M., Cherny I.V., Streltsov A.M. Microwave radiometer MTVZA-GY on new Russian satellite Meteor-M No 2-2 and sudden stratospheric warming over Antarctica // IEEE Journal of Selected Topics of Applied Remote Sensing, 2022. Vol. 15, pp. 820-830, doi: 10.1109/JSTARS.2021.3133425.
  17. Баранюк А.В., Кулешов В.П., Митник Л.М., Митник М.Л., Панфилова М.А. Мониторинг гидрометеорологических процессов в Арктическом регионе со спутников Арктика-1М, GCOM-W1, GPM, Метеор-М № 2-2, MetOp и Aqua // Труды ВКА им. А.Ф. Можайского, 2022, вып. 685, С. 11-18.

Презентация доклада



Ссылка для цитирования: Митник Л.М. Микроволновое зондирование Земли радиометром МТВЗА-ГЯ со спутников серии "Метеор-М": результаты за 15 лет (2009-2024) // Материалы 22-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2024. C. 486. DOI 10.21046/22DZZconf-2024a

Выездное заседание в НЦ ОМЗ

486