Анализ информативности спектров уходящего теплового излучения относительно вертикального распределения озона в атмосфере

Значимость озона для важных атмосферных процессов стимулировала создание различных систем мониторинга озоносферы. Информацию о содержании озона в атмосфере содержат спектры уходящего теплового излучения, измеренные прибором ИКФС-2 на борту российского метеорологического спутника «Метеор-М» №2. Успешное определение элементов вертикального распределения озона на основе спектральных измерений близких по характеристикам зарубежных приборов позволяет ожидать, что и измерения ИКФС-2 позволят получить аналогичную информацию. Для исследования информативности спектров относительно профилей озона построены ковариационные матрицы вертикального распределения озона и температуры, кросс-ковариационные матрицы между озоном и температурой. Для построения были использованы данные озонозондирования более чем 40 станций за годы работы прибора на орбите. На основе полученных матриц и рассчитанных с помощью известного компьютерного кода LBLRTM производных уходящего теплового излучения получены оценки информативности измерений, оценено число степеней свободы (DOFS), построены и проанализированы независимые компоненты измерений и осредняющие ядра обратной задачи. Поскольку профиль температуры является основным фактором, влияющим на информативность уходящего излучения относительно газового состава атмосферы, расчеты выполнены для различных среднеклиматических профилей температуры. Рассмотрены варианты как раздельного восстановления профилей температуры и отношения смеси озона, так и совместного с учетом кроссковариаций. Показана возможность определения элементов вертикального распределения озона по данным спутниковых спектральных измерений.

Работа выполнена при поддержке гранта РНФ № 23-27-00166, в Лаборатории Исследований Озонового слоя и Верхней Атмосферы СПбГУ.