Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)

Восемнадцатая Всероссийская Открытая конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»

XVIII.D.428

Исследование спектроскопической ошибки в измерениях RPG-HATPRO с использованием данных радиозондирования

Беликович М.В. (1), Макаров Д.С. (1), Скалыга Н.К. (1), Куликов М.Ю. (1), Серов Е.А. (1)
(1) Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород, Россия
Данная работа является продолжением ранее проведенных исследований, целью которых был всесторонний анализ качества измерений атмосферных характеристик (температуры и паров воды) посредством микроволнового профилометра RPG-HATPRO-G3 (Radiometer Physics GMBH). В частности, в работах [1,2] было выявлено систематическое отклонение между тропосферными профилями, полученными прибором за период с 2013 по 2018 годы, и данными радиозондирования на ближайшей аэрологической станции «Нижний Новгород» за этот же период. Зарегистрированное отклонение имеет нетривиальный характер и явную сезонную зависимость. При этом, его нельзя полностью отождествлять с ошибкой микроволновых измерений в силу ряда причин, в частности, неидеальности измерений посредством аэрологических зондов и наличия заметного расстояния (7 км) между пунктом микроволновых наблюдений и аэрологической станцией.
В работе [2] проведено детальное исследование различных источников обнаруженного рассогласования микроволновых и радиозондовых данных. Особое внимание было уделено спектроскопической ошибке, т.е. ошибке, возникающей вследствие неопределенности частотной зависимости коэффициента излучения/поглощения атмосферного воздуха. В частности, рассматривалась возможная неточность в модели микроволнового поглощения кислорода. При этом спектры нисходящего излучения атмосферы, измеренные HATPRO в диапазоне частот 51-58 ГГц, сравнивались с симулированными спектрами, полученными посредством модели переноса микроволнового излучения в атмосфере (MPM), в которой радиозондовые профили температуры и паров воды тропосферы служили входными данными. В результате была обнаружена систематическая разность между измеренными и модельными спектрами, в которой имелась ярко выраженная спектральная особенность вблизи частоты 52.3ГГц, слабо зависящая от сезона и сохраняющаяся при перекалибровке прибора. При этом сравнение спектров было ограниченно данными, соответствующими условиям ясного неба, в силу того, что процедура сравнения не учитывала наличие жидкой воды (облачности) в атмосфере.
В данной работе процедура сравнения микроволновых и радиозондовых данных учитывает фактор облачности, что значительно расширило начальный набор данных. В результате наличие спектральной особенности на 52.3ГГц подкреплено существенно большим объемом данных. Получены оценки вклада различных поправок в модель MPM в сравнении с амплитудой спектральной особенности.
Работа выполнена при поддержке гранта РНФ № 18-72-10113.

Ключевые слова: Микроволновое зондирование, тропосфера, валидация, спектроскопия
Литература:
  1. M.Yu. Kulikov , M.V. Belikovich , N.K. Skalyga , M.V. Shatalina , S.O. Dementyeva , V. G. Ryskin , A.A. Shvetsov , A.A. Krasil’nikov , E.A. Serov and A.M. Feigin, Skills of Thunderstorm Prediction by Convective Indices over a Metropolitan Area: Comparison of Microwave and Radiosonde Data, Remote Sensing, 12(4), 604; https://doi.org/10.3390/rs12040604, 2020.
  2. Беликович М.В., Скалыга Н.К., Куликов М.Ю., Макаров Д.С., Серов Е.А., Валидация профилометра RPG-HATPRO по данным радиозондирования, Материалы 17-й Всероссийской открытой конференции "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса". Институт космических исследований Российской академии наук. 2019. С. 156.

Дистанционные методы исследования атмосферных и климатических процессов

136