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)

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

Участие в конкурсе молодых ученых 

XIX.A.14

Расчет аэрозольной оптической толщины над морской поверхностью по данным прибора МСУ-МР спутника «Метеор-М» №2 с использованием справочной таблицы

Кучма М.О. (1), Холодов Е.И. (1)
(1) Дальневосточный центр ФГБУ "НИЦ "Планета", Хабаровск, Россия
Аэрозоли играют важную роль в формировании регионального и глобального климата за счет взаимодействия с солнечным излучением и облачностью. Для лучшего понимания свойств аэрозоля активно разрабатываются системы регулярных долгосрочных измерений аэрозольной оптической толщины (далее – АОТ) во всех континентальных регионах планеты. Помимо этого, АОТ необходима для проведения атмосферной коррекции спутниковых данных, например коротковолновых каналов многозонального сканирующего устройства малого разрешения (МСУ-МР), установленного на КА серии «Метеор-М» (Кучма, Блощинский, 2019; Kuchma, Bloshchinskiy, 2020).
В настоящей работе впервые для прибора МСУ-МР космического аппарата «Метеор-М» №2 представлен способ расчета аэрозольной оптической толщины над морской поверхностью на длине волны 550 нм. Данный способ основывается на использовании справочной таблицы (LUT). С использованием модели переноса излучения в атмосфере Second Simulation of a Satellite Signal in the Solar Spectrum (6S), в первую очередь, были рассчитаны коэффициенты спектральной яркости чистой водной поверхности для каналов № 2 и № 3 прибора МСУ-МР с центральными длинами волн 0.9 и 1.6 мкм. Основываясь на этих данных, была сгенерирована LUT, содержащая значения солнечного и спутникового зенитных углов, относительного азимутального угла, содержания озона и водяного пара в столбе атмосферы, а также значения аэрозольной оптической толщины на длине волны 550 нм. Справочные значения, записанные в LUT, используются далее для поиска значения АОТ с привлечением реальных спутниковых данных. Стоит отметить, что для коротковолновых каналов № 2 и № 3 прибора МСУ-МР проводилась коррекция коэффициента зеркального отражения солнечного света от поверхности океана, влияющего на регистрируемое прибором излучение. Данные об озоне и водяном паре в данной работе брались из прогностической модели GFS. Безоблачные пиксели определялись по маске облачности (Андреев и др., 2019), а в зимний период дополнительно использовалась маска ледяного покрова (Кучма и др., 2021).
Валидация полученного продукта проводилась по островным станциям и корабельным измерениям сети AERONET за период с 2014-2017 гг. Среднеквадратичная ошибка составила 0.107, коэффициент корреляции Пирсона – 82.89%. Результаты валидации показали, что разработанный метод определения АОТ по данным МСУ-МР не уступает по точности зарубежным алгоритмам по данным приборов VIIRS и AVHRR. Таким образом, по результатам проведенной валидации можно считать, что разработанный алгоритм может быть применен для расчета параметра АОТ на длине волны 550 нм по данным прибора МСУ-МР.

Ключевые слова: Дистанционное зондирование Земли, Метеор-М, МСУ-МР, аэрозоль, аэрозольная оптическая толщина, справочная таблица, LUT, 6S, AERONET
Литература:
  1. Андреев А.И., Шамилова Ю.А., Холодов Е.И. Применение сверточной нейронной сети для детектирования облачности по данным прибора МСУ-МР спутника «Метеор-М» № 2 // Метеорология и гидрология. 2019. № 7. С. 44-53. DOI: 10.25743/ICT.2019.24.6.007
  2. Кучма М.О., Блощинский В.Д. Алгоритм атмосферной коррекции коротковолновых каналов прибора МСУ-МР спутника "Метеор-М" № 2 // Исслед. Земли из космоса. 2019. № 6. С. 3-12. DOI: 10.31857/S0205-9614201963-12
  3. Кучма М.О., Лотарева З.Н., Слесаренко Л.А. Определение маски ледяного покрова дальневосточных морей по данным прибора МСУ-МР спутника «Метеор-М» № 2 // Исслед Земли из космоса. 2021. № 2. С. 31-41. DOI: 10.31857/S0205961421020032
  4. Kuchma, M.O., Bloshchinskiy, V.D. Algorithm for the Atmospheric Correction of Shortwave Channels of the MSU-MR Radiometer of the Meteor-M No. 2 Satellite // Izv. Atmos. Ocean. Phys. 2020. V. 56. P. 909–915. DOI: 10.1134/S0001433820090145

Методы и алгоритмы обработки спутниковых данных