Повышение информативности СВЧ радиометрических методов изучения атмосферы путем измерений спектра ее излучения с высоким частотным разрешением

Повышение информативности СВЧ радиометрических методов изучения атмосферы возможно путем измерений спектра ее излучения с высоким частотным разрешением. Для этих целей в настоящее время разрабатываются СВЧ гиперспектрометры, предназначенные для всепогодного восстановления вертикальных профилей температуры и влажности атмосферы. Для отработки принципиальных вопросов спектральных СВЧ радиометрических измерений нами был проведен эксперимент по изучению нисходящего излучения атмосферы в различных синоптических условиях.
Измерения проводились при помощи СВЧ радиометра-спектрометра работающего в диапазоне 18-27,2 ГГц, разработанного в ФГУП СКБ ИРЭ РАН. Данный прибор позволяет с высокой радиометрической точностью измерять принимаемое излучение атмосферы во всем указанном диапазоне со спектральным разрешением 200 МГц. Перестройка по частоте производится последовательно по программе с внешнего компьютера.
Натурные измерения проводились из окна лаборатории в Московской области, т.е. в условиях среднеширотной атмосферы. Получен практически непрерывный ряд измерений в течение двух месяцев. За это время наблюдалась как безоблачная атмосфера, так и прохождение облачных образований, дождей и атмосферных фронтов.
СВЧ радиометрические измерения сопровождались съемкой состояния облачности при помощи web-камеры и измерениями метеоданных (температура, давление, влажность, скорость и направление ветра, интенсивность осадков) при помощи метеостанции, установленной на крыше здания.
Для оперативного анализа результатов разработана методика визуализации спектральных измерений, позволяющая выделять облачные ситуации и динамику изменения влагосодержания атмосферы без специальной обработки.
Полученные результаты позволяют изучить естественную изменчивость спектров нисходящего излучения атмосферы при различных метеоусловиях. Измерения полного спектра несут дополнительную информацию по сравнению с обычно используемыми измерениями в предварительно выбранных частотных каналах. В докладе обсуждаются вопросы калибровки и обработки результатов измерений для достижения высокой точности оценок спектральных характеристик излучения атмосферы.
Работа поддержана грантом РФФИ №16-07-00956.