Атмосферно-оптические космические исследования и современные модели переноса оптического излучения в задачах аэрокосмического дистанционного зондирования

40 лет назад Т.А. Сушкевич разработала первую в мире модель переноса солнечного излучения в сферической атмосфере Земли в масштабах планеты [1], на основе которой были получены пионерские результаты по дистанционному зондированию аэрозольных и озоновых слоев, а также решены многие прикладные задачи освоения космического пространства и становления космических исследований.

Радиационное поле системы "атмосфера – земная поверхность" – это неотъемлемая компонента экосистемы и климата Земли, с одной стороны. С другой стороны, радиационные характеристики системы являются носителями информации о состоянии окружающей среды, атмосферы, облачности, земной поверхности (суша, океан), гидрометеоров и всевозможных выбросов с загрязняющими примесями (последствия техногенных аварий, военных действий, лесных и степных пожаров, извержений вулканов и т.д.).

В интересах международной кооперации по аэрокосмическому глобальному мониторингу Земли, а также международного глобального проекта по изучению эволюции Земли, климата и опасных явлений требуется разработка нового математического обеспечения для решения прямых и обратных задач теории переноса излучения в природных средах, реализуемого на высокопроизводительных многопроцессорных вычислительных системах [2].

В лекции представлены три раздела:
- исторический, в котором представлены пионерские работы советских ученых по дистанционному зондированию атмосферы и земной поверхности Земли;
- современное состояние теории оптического передаточного оператора и методов дистанционного зондирования;
- фундаментальный вклад в атмосферно-оптические космические исследования академика К.Я.Кондратьева (посвящено его памяти).

Концепция линейно-системного подхода рассматривается в качестве базовой основы для метода функций влияния и пространственно-частотных характеристик, который позволяет учесть нелинейные эффекты и развит на плоские и сферические задачи, в том числе с учетом поляризации и гетерогенности природных сред. Выбор способа расчета передаточного оператора в форме линейного функционала – через функции влияния или в фурье-образах через пространственно-частотные характеристики – зависит от свойств функций, описывающих характеристики закона отражения поверхности и источников, а также от конкретных приложений.

Работа поддержана Российским Фондом Фундаментальных Исследований (проекты 06-01-00666, 05-01-00202) и Российской академией наук (проект ОМН-3(4)).

1. Сушкевич Т.А. Осесимметричная задача о распространении излучения в сферической атмосфере // Отчет № О-572-66. М.: ИПМ АН СССР, 1966. 180 с.
2. Сушкевич Т.А. Математические модели переноса излучения. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2005. 661 с.