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)

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

XX.D.59

Восстановление влагозапаса атмосферы и скорости приводного ветра по данным МТВЗА

Заболотских Е.В. (1), Азаров С.М. (1), Животовская М.А. (1)
(1) Российский государственный гидрометеорологический университет (РГГМУ), Санкт-Петербург, Россия
Спутниковое микроволновое дистанционное зондирование позволяет получать глобальную количественную информацию о геофизических параметрах на регулярной основе, независимо от облачности и солнечного освещения. Зондирование на сравнительно низких частотах позволяет восстанавливать такие важнейшие параметры, как влагозапас атмосферы (WVC от англ. Water Vapor Column) и скорость приводного ветра (SWS от англ. Surface Wind Speed), даже в условиях интенсивных осадков, сопровождающих развитие тропических циклонов (ТЦ) (Zabolotskikh и др., 2015).
На сегодняшний день глобальные данные по WVC и SWS основаны на измерениях действующих зарубежных спутниковых микроволновых радиометров Special Sensor Microwave/Imager (SSM/I) и SSM Imager and Sounder (SSMIS), WindSat, Advanced Microwave Sounding Radiometer 2 (AMSR2). В то же время, в состав аппаратного комплекса спутника «Метеор-М» входит российский микроволновый радиометр модуль температурного и влажностного зондирования атмосферы (МТВЗА-ГЯ), параметры измерений которого позволяют восстанавливать как WVC, так и SWS (Болдырев и др., 2008).
В работе представлены новые алгоритмы восстановления WVC и SWS по данным измерений МТВЗА-ГЯ и продемонстрирована возможность их применения для изучения тропических циклонов. Алгоритмы основаны на результатах численного эксперимента по моделированию микроволнового излучения системы океан – атмосфера для характеристик каналов измерений МТВЗА-ГЯ. При моделировании использовались уточненные модели поглощения микроволнового излучения в кислороде, водяном паре и облаках (Wentz, Meissner, 2016) и недавно разработанные геофизические модельные функции (ГМФ) зависимости излучения морской поверхности от скорости ветра для угла наблюдений МТВЗА-ГЯ (Заболотских, Шапрон, 2021). При расчетах использовались параметры океана и профили атмосферных параметров реанализа Era5: глобальные данные за один (2021) год измерений. После получения массивов радиояркостных температур (Тя) микроволнового излучения на частотах МТВЗА-ГЯ 10,7, 18,7, 23,8, 36,5 ГГц на вертикальной и горизонтальной поляризации были настроены нейронно-сетевые алгоритмы решения обратной задачи восстановления WVC и SWS. Алгоритмы были верифицированы путем применения к данным спутниковых измерений МТВЗА и сравнения полей ветра и влагозапаса по данным МТВЗА-ГЯ с полями соответствующих параметров по данным японского радиометра AMSR2 для областей Мирового океана с разницей во времени измерений, не превышающей 5 минут. Кроме того, применение алгоритмов к спутниковым данным над районами ТЦ позволило сделать вывод о возможности восстановления реалистичных значений WVC и SWS в ТЦ.

Работа выполнена при поддержке госзадания по теме № 0763-2020-0005.

Ключевые слова: МТВЗА-ГЯ, алгоритмы, влагозапас атмосферы, скорость приводного ветра, нейронные сети, физическое моделирование, тропические циклоны
Литература:
  1. Болдырев В.В., Горобец Н.Н., Ильгасов П.А., Никитин О.В., Панцов В.Ю., Прохоров Ю.Н., Стрельников Н.И., Стрельцов А.М., Черный И.В., Чернявский Г.М., Яковлев В.В. Спутниковый микроволновый сканер/зондировщик МТВЗА-ГЯ // Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса. 2008. Т. 5. № 1. С. 243–248.
  2. Заболотских Е. В., Шапрон Б. Моделирование микроволнового излучения морей Арктики в X диапазоне по данным ‎спутниковых наблюдений: учет угла измерений // Метеорология и гидрология. 2021. № 4. С. 69–77.
  3. Wentz F. J., Meissner T. Atmospheric absorption model for dry air and water vapor at microwave frequencies below 100 GHz derived from spaceborne radiometer observations // Radio Science. 2016. V. 51. Iss. 5. P. 381–391.
  4. Zabolotskikh E. V. Mitnik L. M., Reul N., Chapron B. New Possibilities for Geophysical Parameter Retrievals Opened by GCOM-W1 AMSR2 // IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 2015. V. 8. Iss. 9. P. 4248–4261.

Видео доклада

Дистанционные методы исследования атмосферных и климатических процессов

419