Коррекция данных спутникового СВЧ-радиометрического зондирования влаго- и водозапаса облачной атмосферы с учетом результатов наземных микроволновых измерений

Размеры полей зрения антенн современных спутниковых СВЧ-радиометров составляют от 5x5 до 60x60 км в зависимости от длины волны. При решении обратных задач, в том числе при восстановлении интегральных параметров влаго- и водосодержания атмосферы из космоса, в расчетах используется средняя по полю зрения величина радиояркостной температуры, что в отсутствие дополнительной корректировки этой величины равносильно предположению о равномерном распределении жидкокапельной влаги облаков по горизонтали. Такое предположение справедливо, однако, лишь в случаях слоистой облачности. В работах [1-4] авторы путем прямого моделирования полей распределения разрывной облачности и последующего расчета уходящего излучения K-диапазона над гладкой водной поверхностью показывают, что это предположение может приводить к относительным ошибкам восстановления средних по полю зрения величин влаго- и водозапаса на уровне 15% и более. Яркостная температура нелинейно связана с водностью облака [5]. Для уходящего излучения кучевой облачности яркостная температура оказывается в среднем меньше, чем для эквивалентного по водозапасу горизонтально-однородного облачного слоя. В случае развитых по вертикали кучевых облаков такое различие становится существенным и может достигать, к примеру, 10 К на частоте 36 ГГц. Таким образом, возникает необходимость внесения соответствующих поправок в значения измеренных радиояркостных температур, либо же коррекции уже восстановленных значений влаго- и водосодержания. Хотя ошибки восстановления зависят от множества факторов [6] и различаются по величине для разных пространственных реализаций облачного поля (в том числе при равном суммарном водозапасе), они, тем не менее, носят систематический характер и могут быть проанализированы статистически.
В настоящем докладе обсуждаются возможности использования результатов измерений нисходящего микроволнового излучения облачной атмосферы наземными радиометрами-спектрометрами для оценки значений соответствующих поправок в различных погодных условиях с целью последующей коррекции данных спутникового СВЧ-радиометрического зондирования влаго- и водосодержания. Анализ экспериментальных данных наземного СВЧ радиометра-спектрометра P22M, установленного во Фрязинском филиале ИРЭ РАН, за 2019-2024 гг., подтверждает выводы авторов, полученные в предыдущих работах [1-3] по результатам компьютерного моделирования.