Спутниковый проект миссии исследования развития тропических циклонов и особенностей полярного переноса в земной атмосфере

Повышение достоверности прогноза погоды и связанных с этим чрезвычайных ситуаций является одной из важнейших задач дистанционного зондирования Земли. Однако, достоверность прогноза погоды по облачным полям, видимо, достигла своего предела. Дальнейшее развитие качества метеорологического прогноза связано с изучением механизмов трансформации скрытой теплоты водяного пара из экваториальной зоны в среднеширотный и высокоширотный поясы земной атмосферы. Сюда следует добавить изучение динамики поля водяного пара в других чрезвычайно опасных и динамичных явлений таких как, например, полярные циклоны. Решение этой задачи на сегодняшний день может быть связано только с микроволновыми радиометрическими измерениями из космоса.
В работе рассматривается космический проект миссии исследования роли и вклада атмосферных катастроф, возникающих в области внутритропической зоны конвергенции, в многомасштабные процессы переноса скрытой теплоты водяного пара из экваториальной зоны в средние и высокие широты земной атмосферы. В первую очередь, речь идет о спутниковых микроволновых наблюдениях за такими мощными динамичными явлениями, как тайфуны и циклоны, а также среднеширотные фронтальные зоны.
Проект состоит из двух составляющих. Первая часть проекта – это исследования приэкваториальной зоны (до 30 35 градусов по широте) для детального анализа структуры атмосферы тропической зоны в предкритическом состоянии. Наклонение орбиты спутника 30 35 градусов Вторая часть исследования глобального энергетического состояния атмосферы всей Земли, что требует включения в анализ атмосферу над континентами. Наклонение круговой орбиты – около 90º, полоса обзора радиометра (на экваторе) – около 2000 км.
Необходимое разрешение на поверхности Земли (пиксел) составляет 10 км, периодичность наблюдений каждого участка для первой части проекта должна быть 3 часа, а периодичность полного глобального покрытия для второй части проекта – половина суток. Особое внимание при проектировании необходимо уделить периодичности наблюдения одних и тех же участков поверхности Земли, без наличия лакун. При чрезвычайных событиях в атмосфере следует иметь возможность наблюдения данного района с периодичностью до 3 часов.
Такая периодичность наблюдений требует создания семейства легких или средних КА с более дешевой и менее энергозатратной аппаратурой ДЗЗ, которая состояла бы из микроволнового радиометрического сканера, совмещенного с оптическими и ИК-системами наблюдения, и, возможно, с высотомером. Предполагаемый срок жизни спутников не менее 5 лет; периодичность запусков 1 раз в 2 года; общее число одновременно летающих спутников не менее 2 или 3.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 11-05-00493_а).