Выбор полигонов для внешней калибровки сканеров/зондировщиков серии МТВЗА

Работа посвящена описанию подхода, позволяющего оценивать возможность использования отдельных участков поверхности суши в качестве «горячей» нагрузки при выполнении внешней калибровки российского сканера/зондировщика МТВЗА-ГЯ. Необходимость проведения подобных исследований обусловлена двумя причинами. Во-первых, известно, что функционирующий в настоящее время на орбите прибор, установленный на борту космического аппарата «Метеор-М» №2-3, имеет ограничения по областям наблюдения и не имеет возможности использования полигонов, традиционно используемых для этих целей. Во-вторых, углы встречи с землей для всех приборов серии МТВЗА существенно отличаются от их аналогов, что приводит к возникновению закономерного вопроса об оптимальности выбранных областей калибровки, именно для российского сканера/зондировщика.
Предложенный метод основан на оценке статистических характеристик эффективного коэффициента излучения системы подстилающая поверхность – атмосфера. Использование обобщенного эффективного коэффициента излучения в модели переноса излучения позволяет считать, что регистрируемые на спутнике радиояркостные температуры зависят только от величины этого коэффициента и термодинамической температуры подстилающей поверхности. По мнению авторов настоящей работы, подобное сильное упрощение модели переноса излучения приводит к объединению всех, влияющих на формирование излучения факторов, в рамках одного параметра. В свою очередь, вариативность последнего, в данной постановке, будет говорить о стабильности параметров суши и приземного слоя атмосферы, что является важным требованием, предъявляемым к калибровочным полигонам.
Для расчета мгновенных значений эффективного коэффициента излучения были использованы результаты измерений МТВЗА-ГЯ, полученные прибором за 2020 год, а также данные о температуре поверхности, заимствованные из базы данных реанализа MERRA-2. Дальнейшая оценка среднеквадратичного отклонения эффективного коэффициента излучения для каждого элемента регулярной сетки с шагом 0,25° позволяет судить о вариативности параметров суши и приземного слоя атмосферы в его пределах. Выделение участков с наименьшими значениями оцениваемого параметра позволяет выявлять области, наиболее предпочтительные для выполнения внешней калибровки отдельных частотных каналов МТВЗА-ГЯ. Объединение этих зон, индивидуальных для каждой частоты, и оформленных в виде масок, выполняется на основе построения соответствующих обобщенных глобальных полей, наглядно отражающих расположение полигонов, оптимальных для калибровки.
В работе представлено описание основных этапов предлагаемого подхода, рассмотрены проблемы, возникающие при их реализации, намечены основные пути ее дальнейшего усовершенствования. Также приведены первичные результаты поиска соответствующих полигонов для калибровки на территории Российской Федерации.

Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (тема «Мониторинг», госрегистрация № 122042500031-8).