Дифференциальные радиометрические измерения профиля водяного пара в атмосфере Земли

Известно, что водяной пар оказывает определяющее влияние на радиационный баланс Земли и является основным переносчиком энергии в атмосфере. Все современные модели формирования погоды и прогноза климата опираются так или иначе на температурно влажностные данные, которые необходимо предоставлять в глобальных масштабах и с малым периодом обновления.
В докладе рассматривается задача определения профиля водяного пара в тропосфере земли при микроволновых измерениях из космоса. Существующие методы восстановления профиля влажности базируются на использовании радиометрических многоканальных систем работающих на склоне линии 183,31 ГГц. Авторами показано, что чувствительность таких измерений достаточно высока для высот 3- 10 км, но становится весьма низкой в нижней тропосфере в слое 0-3 км. Ранее авторами были предложены дифференциальные методы измерения профиля водяного пара в нижней тропосфере на склоне линии поглощения водяного пара 22,235 ГГц. В работе проводятся результаты оптимизации дифференциальных каналов исходя из следующего критерия качества: весовые функции дифференциальных измерений должны иметь максимумы, равномерно распределённые в интервале 0 - 3 км; ширина весовой функции должна быть минимизирована; площадь под весовой функцией должна быть максимально возможной. В результате решения поставленной задачи оптимизации были выбраны три пары частот для дифференциальных измерений профиля водяного пара в нижней тропосфере:19-27 ГГц, 26-27 ГГц, 24,2-25,2 ГГц с максимумами весовой функции на высотах 0; 0,5; 2 км. Предложенные методы имеют высокую избирательность к нижним слоям, что выгодно отличает их от измерений на склоне лини 183,31 ГГц.
Работа выполнена при поддержке проекта РФФИ №14-02-00839-а.