Восстановление ТПО и скорости ветра по радиометрическим измерениям в КЭ «Конвергенция»

Одним из основных задач КЭ «Конвергенция», планируемого на РС МКС, являются: измерения модуля скорости ветра и температуры поверхности океана (ТПО) по данным измерения собственного радиотеплового излучения водной поверхности. Проведение данного КЭ позволит отработать оптимальные алгоритмы восстановления указанных параметров системы океан-атмосфера, создать соответствующие программное обеспечение и провести валидацию результатов измерений путем сопоставления с независимыми метеорологическими данными и данными других датчиков.
Для восстановления используется корреляционно-статистический подход, основанный на составлении регрессионного соотношения, связывающего радиояркостные температуры измеренные радиометром со скоростью приводного ветра и ТПО.
Многочастотный радиометр-спектрометр (МИРС) не имеет в своем составе радиометра с рабочей частотой 6,9 ГГц и, следовательно, известные в научной периодике функции не применимы. В связи с этим предложено получить регрессионное соотношение, которое обеспечит восстановление указанных параметров на основе доступных радиометрических каналов, а именно, каналы на частотах: 10,65, 18,7, 23,8 и 36,5 ГГц (вертикальная и горизонтальная поляризация). Для того, чтобы определить какой результирующий вид примут функции регрессии для восстановления скорости ветра и ТПО были рассмотрены несколько их вариантов, в которых присутствуют радиометрические каналы МИРС. Также проведена проверка статистической значимости параметров множественной линейной регрессии.
Результаты расчетов показали, что с обеспеченностью в 68% погрешность определения скорости ветра по радиополяриметрическим измерениям составит в среднем 1,2 м/с в диапазоне скоростей 1-20 м/с, а погрешность определения ТПО составит 2,6 К. Конечно, это предварительная оценка и точность восстановления поля ТПО может быть улучшена. Например, если разделить данные по климатическим зонам, на экваториальную (±30° широты) и умеренную (от ±30° до ±60° широты). Уже при таком разделении удается на тестовой задаче добиться погрешности определения поля ТПО порядка 1К.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 18-02-01009.