Расчёт поправки на состояние подстилающей поверхности для обработки данных альтиметрических измерений российскими космическими аппаратами

Помимо учёта влияния тропосферы и ионосферы на расчёт высоты спутника относительно подстилающей поверхности, для более корректной обработки данных спутниковой альтиметрии необходимо учесть поправку, связанную с состоянием подстилающей поверхности (Sea State Bias – SSB).
Поправка на состояние подстилающей поверхности – это ошибка измерения альтиметра из-за присутствия океанских волн на мгновенной подстилающей водной поверхности. Она связана с изменчивостью интенсивности рассеяния радиоволн, которая меняется вдоль профиля длинных поверхностных волн (доминантных волн), что приводит к разнице между средним уровнем моря и средней рассеивающей поверхностью. Величина данной поправки составляет порядка нескольких процентов от значимой высоты волн. Это самая большая оставшаяся на сегодня ошибка в оценках среднего уровня моря. Точность коррекции этой поправки критически важна для исследования циркуляции океана, поскольку она может вносить систематические региональные ошибки в расчёты среднего уровня моря, связанные с ветровым и волновым климатом.
Эксперименты, проводимые на платформах в открытом море и с борта самолёта, показали, что величина поправки SSB зависит от значимой высоты морской поверхности, скорости приводного ветра (коэффициента обратного рассеяния) и рабочей частоты альтиметра.
В настоящее время для расчёта поправки SSB принято использовать многопараметрические модели, зависящие от значимых высот волн и скорости приводного ветра. Коэффициенты, входящие в них, отличаются для каждого спутника.
В работе представлены результаты расчётов коэффициентов четырёх параметрической модели SSB для российских космических аппаратов «ГЕО-ИК-2» №12 и «ГЕО-ИК-2» №13. Для этого традиционно используют данные в точках пересечения восходящих и нисходящих треков. В данной работе предложен метод расчёта по данным изомаршрутных программ, что приводит к увеличению количество информации на несколько порядков. Сравнение этих двух подходов показало, что несмотря на различие подходов, средняя разница поправки SSB на уровне 2 см. Также было проведено сравнение между результатами расчётов поправки SSB для Мирового океана и Черного моря, которые отличаются волновым режимом особенно в высоте волн зыби. Различие в результатах расчётов показало, что при построении новой модели расчётов поправки SSB необходимо учитывать географическую изменчивость волнового режима не только во внутренних морях, но и в Мировом океане.