Семнадцатая Всероссийская Открытая конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»
XVII.A.419
Применение углового сканирования и метода нулевой воздушной массы в задачах определения температуры поверхности и оптической толщи атмосферы в ИК- диапазоне спектра
Городецкий А.К. (1)
(1) Институт космических исследований РАН, Москва, РФ
Мониторинг температуры земной и морской поверхности (ТМП) а также содержания атмосферных компонент и оптической толщи атмосферы включается в программу оперативных ИСЗ. Для обеспечения полосы захвата более тысячи километров используется сканирование в диапазоне углов до 45 градусов в плоскости, нормальной к вектору скорости. Задачи зондирования решаются на основе линейного приближения модельных функций пропускания атмосферы. Рассматриваются многоканальные методы MCSST,.улучшенный многоканальный метод (cross-product CPSST), метод учета содержания водяного пара в атмосфере. WVSST, квадратичный метод QDSST, метод региональных констант. Однако перечисленные методы приводят к росту дисперсии ошибок в условиях увеличения вариаций атмосферных параметров, подобных распространению дымов от пожаров на больших площадях, переносу значительных масс песка и земли воздушными потоками при большой скорости ветра и других возмущений. Изменчивость реального состояния и замутненности атмосферы, в том числе и влияние слоистой структуры аэрозольных слоев адекватно учитывают угловые и спектрально-угловые методы определения ТМП (Городецкий, 1989), в которых реализуется возможность измерения углового распределения интенсивности излучения, генерируемого поверхностью и атмосферы в выделенных границах. Применительно к задаче определения температуры поверхности разработан метод нулевой воздушной массы, реализованный для измерений излучения под тремя зенитными углами (Городецкий, 1985 и Малкевич, Горолецкий, 1985). Измерения под двумя зенитными углами создали практическую возможность учета вариаций оптической толщи. Измерения осуществлены с радиометрами ATSR-1,2 и AATSR на спутниках ERS-1,2 и ENVISAT. Сканирование проводится с зенитными углами от 0 до 21,6 градуса для надирного положения и от 52,4 до 55 градуса для направления вперед по полету. Наклон оси конуса сканирования по отношению к надиру обеспечивает полосу захвата 500 км.
Измерения этих радиометров использовались для коррекции чувствительности и методик радиометров на других спутниках.
Ключевые слова: радиационная температура поверхности, оптическая толща атмосферы, обратные задачи зондирования атмосферы, инфракрасное излучение
Литература:
- Городецкий А.К. О выборе направлений визирования при определении температуры водной поверхности по угловому распределению интенсивности излучения // Исследование земли из космоса. 1985. № 5. С. 83-90.
- Городецкий А.К. Спектрально-угловой метод определения температуры земной поверхности // Исследование земли из космоса. 1989. № 2. С. 54-64.
- Городецкий А.К., Мамедов Н.Г. Учет селективного поглощения в задаче определения температуры земной поверхности угловым методом // Исследование земли из космоса. 1988. № 4. С. 66-76.
- Малкевич М.С., Городецкий А.К. Методы и результаты определения температуры поверхности океана по измерениям углового распределения ИК-излучения со спутника “Космос-1151” // Исследование земли из космоса. 1989. № 5. С. 30-43.
- Deschamps P.Y., Phulpin T. Atmospheric correction of infrared measuremenots of sea surface temperature using channels at 3.7, 11 and 12 μcm // Boundary Layer Meteorol. 1980. Vol. 18. P. 131-143.
- Embury O., Merchant C.J., Corlett G.K. A reprocessing for climate of sea surface emperature from the along-track scanning radiometers: Initial validation, accounting for skin and diurnal variability effects // Remote Sensing of Environment. 2012. Vol. 116. P. 62–78.
- Emery W.J., Yu Y., Wick G.A., Schluessel P., Reynolds R.W. Correcting infrared satellite estimates of sea surface temperature for atmospheric water vapor attenuation // J. Geophys.Res. 1994. Vol. 99. No C3. P. 5219-5236.
- Hosodai K., Murakami H., Sakaida F., Kawamura H. Algorithm and Validation of Sea Surface Temperature Observation Using MODIS Sensors aboard Terra and Aqua in the Western North Pacific // J. of Oceanography. 2007. Vol. 63. P. 267- 280.
- Le Borgne P., Marsouin A., Orain F., Roquet H. Operational sea surface temperature bias adjustment using AATSR data // Remote Sensing of Environment. 2012. Vol. 116. P. 93–106.
- Llewellyn-Jones D., Remedios J. The Advanced Along Track Scanning Radiometer (AATSR) and its predecessors ATSR-1 and ATSR-2: an introduction to the special issue // Remote Sensing of Environment. 2012. Vol. 116. P. 1-3.
- McClain E.P., Pichel W.G., Walton C.C. Comparative performance of AVHRR-based multichannel sea surface temperature // J. Geophys.Res. 1985. Vol. 90. No C6. P. 11587-11601.
- Merchant C.J, Le Borgne P. Retrieval of sea surface temperature from space, based on modeling of infrared radiative transfer: capabilities and limitations // J. of atmospheric and oceanic technology. 2004. Vol. 21. P. 1734-1746.
- Walton, C.C. Nonlinear multichannel algorithms for estimating surface temperature with AVHRR satellite data // J. Appl. Meteorol. 1988. Vol. 27. P. 115-124
Методы и алгоритмы обработки спутниковых данных
25