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)»

XIX.E.376

Сезонная и синоптическая изменчивость микроволнового излучения Гренландии и Антарктиды по измерениям со спутников Метеор-М № 2 и № 2-2 и GCOM-W1

Митник Л.М. (1), Кулешов В.П. (1)
(1) Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН, Владивосток, Россия
Ледяные массивы Гренландии и Антарктиды оказывают существенное влияние на погоду и климат. Изменчивости характеристик поверхности и подповерхностных слоев ледяных щитов, атмосферы над ними и окружающих морей изучается по данным спутникового дистанционного зондирования в различных диапазонах длин волн. Приоритетное значение имеют пассивные и активные измерения в микроволновом (МВ) диапазоне, которые в последние десятилетия являются основным источником сведений о Гренландии и Антарктиде и окружающей среде независимо от времени суток и облачности. В работе рассмотрены результаты измерений сканирующих многоканальных МВ радиометров МТВЗА-ГЯ с метеорологических спутников Метеор-М № 2 (октябрь 2014 — август 2017) и Метеор-М № 2-2 (август 2019 — по настоящее время) и AMSR2 со спутника Японии GCOM-W1 (май 2012 — по настоящее время). Радиометры принимают уходящее излучение Земли в полосе шириной L ≈1500/2500 км на вертикальной (в) и горизонтальной (г) поляризациях на частотах ν в диапазонах 10–58, 91–92 и 176–190 ГГц (МТВЗА-ГЯ) и на ν = 6–36,5 и 89–90 ГГц (AMSR2). Сканирование выполняется по конусу при угле падения 65º (МТВЗА-ГЯ) и 55º (AMSR2). В работе приведены расчетные спектры яркостных температур Тяв,г(ν) над морской поверхностью, морским и материковым льдом, используемые при интерпретации спутниковых измерений. Рассмотрены поля Тяв,г(ν) над северной и южной полярными областями, полученные в различные сезоны по данным МТВЗА-ГЯ и AMSR2. Отмечены и объяснены спектральные и поляризационные особенности МВ излучения материковых льдов, вариации яркостных температур, обусловленные изменчивостью характеристик состояния поверхности, тропосферы и стратосферы. Приведены временные ряды яркостных температур над однородными тестовыми площадками (круг диаметром 200 км), выбранными в Антарктиде у станции Concordia (75º 06' ю. ш., 123º 20' в. д.; высота над уровнем моря hст = 3233 м) и в Гренландии у станции Summit (72° 36′ с. ш., 38° 25′ з. д.; hст = 3200 м). Ряды среднесуточных значений Тя над площадками построены для всех каналов МТВЗА-ГЯ и AMSR2 за период с 1 октября 2014 г. по 15 августа 2017 г. и с 6 августа 2019 г. по 31 июля 2021 г. За этот же период построены ряды температуры воздуха у поверхности по измерениям наземных автоматических метеорологических станций. Для станции Summit также построены ряды паросодержания атмосферы по радиозондовым данным. При анализе временных рядов определены сезонные и синоптические вариации яркостных температур и их корреляция с температурой воздуха у поверхности на разных частотах и поляризациях. Оценены амплитуды сезонных и синоптических вариаций Тяв,г(ν), обусловленные зависимостью глубины проникновения электромагнитных волн от частоты, изменчивостью температуры поверхности и паросодержания атмосферы. Стабильность функционирования МТВЗА-ГЯ в полете определена по временным рядам разности яркостных температур ДТя(ν) = Тя(ν)[МТВЗА-ГЯ] – Тя(ν)[AMSR2] на совпадающих частотах. Показания AMSR2 рассматривались при этом в качестве опорных и стабильных. Из анализа всей совокупности данных наблюдений следует высокий потенциал спутниковых микроволновых радиометрических измерений, которые могут обеспечить круглогодичный мониторинг геофизических параметров поверхности и атмосферы Земли. Работа выполнена в рамках госбюджетной темы ТОИ ДВО РАН.

Ключевые слова: Микроволновая радиометрия, Метеор-М № 2 и № 2-2, МТВЗА-ГЯ, GCOM-W1, AMSR2, Антарктида, Гренландия, яркостная температура, временные ряды, сезонная и синоптическая изменчивость, температура поверхности, паросодержание атмосферы
Литература:
  1. Митник Л.М., Митник М.Л. Калибровка и валидация - необходимые составляющие микроволновых радиометрических измерений со спутников серии Метеор-М № 2 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 1. С. 95-104.
  2. Barsukov I. et al. New Russian meteorological satellite Meteor-M N 2: Sensing of the subsurface, surface and atmospheric characteristics by MTVZA-GY microwave imager/sounder // Proc. IGARSS 2016, P. 5528-5531.
  3. Mitnik L., Kuleshov V., Mitnik M., Streltsov A.M., Cherniavsky G., Cherny I. Microwave scanner sounder MTVZA-GY on new Russian meteorological satellite Meteor-M N 2: modeling, calibration and measurements // IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 2017. Vol. 10. N. 7. P. 3036-3045, doi: 10.1109/JSTARS.2017.2695224.
  4. Mitnik L., Kuleshov V., Chernyavsky G., Cherny I. External сalibration of MTVZA-GY/ Meteor-M No.2 imager channel // GSICS Quarterly Newsletter. 2018, Vol. 12. N. 1, pp. 9-10, doi: 10.7289/V5/QN-GSICS-12-1-2018.
  5. Чернявский Г.М., Митник Л.М., Кулешов В.П., Митник М.Л., Черный И.В. Микро-волновое зондирование океана, атмосферы и земных покровов по данным спутника Метеор-М № 2 // Соврем. проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса 2018. Т. 15. № 4. С. 78-100.
  6. Чернявский Г.М. и др. Моделирование яркостных температур и первые результаты, полученные микроволновым радиометром MTВЗA-ГЯ со спутника Метеор-М № 2-2 // Соврем. проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т.17. № 3. С. 51-65.
  7. Кулешов В.П., Митник Л.М., Митник М.Л. Глобальные поля яркостной температуры Земли в диапазоне частот 6-190 ГГц по измерениям со спутников "Метеор-М № 2-2" и GCOM-W1 // Тр. ВКА имени А.Ф. Можайского. Вып. 674. Проблемы военно-прикладной геофизики и контроля состояния природной среды. С. 223-228.
  8. Митник Л.М., Кулешов В.П., Митник М.Л. Внезапное стратосферное потепление над Антарктидой в сентябре 2019 г. по данным радиометра МТВЗА-ГЯ со спутника "Метеор-М" № 2-2 // Соврем. проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т.17. № 7. С. 229-242.
  9. Mitnik L., Kuleshov V., Mitnik M., Khazanova E. Temporal variations of surface and atmosphere characteristics in TaklaMakan desert from AMSR2 observations // Proc. IGARSS 2019. Yokohama. Japan, 28 July – 2 August, pp. 6429-6432.
  10. Митник Л.М., Кулешов В.П., Митник М.Л. Внезапное стратосферное потепление в январе 2021 года по микроволновым измерениям со спутника "Метеор-М" № 2-2 // Соврем. проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. №3. С. 139-148.
  11. Mitnik L., Kuleshov V., Panfilova M., Karaev V., M. Mitnik, Baranyuk A. Satellite study of atmospheric cyclones and rivers around Antarctica // Proc. IGARSS, 2021, pp. 7071-7074, doi: 10.1109/IGARSS47720.2021.9553258.IGARSS 2021.
  12. Митник Л.М., Кулешов В.П., Баранюк А.В., Митник М.Л., Хазанова Е.С., Панфилова М. А. Мониторинг Арктического региона со спутников Арктика-1М, GCOM-W1, GPM, Метеор-М № 2-2, Sentinel-1A и Aqua по измерениям в видимом, инфракрасном и микроволновом диапазонах // Материалы 19-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Электронный сборник материалов конференции. ИКИ РАН. Москва, 2021. С.хх. DOI 10.21046/19DZZconf-2021a.
  13. Mitnik L.M., Kuleshov V.P., Mitnik M.L., Chernyavski G.M., Cherny I.V., Streltsov A.M. Microwave radiometer MTVZA-GY on new Russian satellite Meteor-M No 2-2 and sudden stratospheric warming over Antarctica // IEEE Journal of Selected Topics of Applied Remote Sensing (in press)

Дистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов

257