Компенсация влияния аппаратной функции радиометра AMSR-E на точность расчета ТПО

Данные микроволнового радиометра AMSR-E представляют большой интерес с точки зрения построения карт ТПО, ввиду большей прозрачности облачности для микроволнового излучения по сравнению с ИК излучением. Недостатком микроволновых данных является невысокое пространственное разрешение (43.2Х75.4 километров для канала 6.9 Ггц), что снижает точность карт ТПО, особенно вблизи фронтов. Соседние элементы разрешения как вдоль направления сканирования, так и вдоль направления полета имеют существенное перекрытие – 82.6 и 86.6 % соответственно. Эта избыточность является основанием для рассмотрения возможности повышения точности карт ТПО, полученных на основе данных AMSR-E. Для компенсации влияния аппаратной функции предлагается использовать винеровский фильтр. Предполагается, что аппаратная функция является гауссовской. В качестве тестового для экспериментов был выбран район банки Кашеварова (54.93-56.22° с.ш., 143.15-146.91° в.д.) за 31.08.2009, характеризующийся большими перепадами температур. Для иллюстративных целей были выбраны еще два участка – за 08.06.2008 (47.41-49.30° с.ш., 165.95-168.96 в.д.) и за 09.05.2009 (26.96-30.93° с.ш., 132.66-136.92° в.д.), сравнительно однородных по температуре, с холодной и теплой водой соответственно. Для преобразования радиационной температуры в ТПО использовался регрессионный алгоритм Л.М. Митника.
Анализировались два источника ошибок – шумы радиометра и «размывание» фронтов. Для подавления шумов использовалось предварительное сглаживание. Для фронтальных зон использовался восстанавливающий фильтр. Для выделения фронтальных зон после предварительной фильтрации использовался детектор границ Канни, затем полученная граница расширялась морфологическими фильтрами в соответствие с размером элемента разрешения AMSR-E. В качестве эталона для сравнения использовались карты ТПО, полученные по данным ИК радиометра MODIS и усредненные до требуемого разрешения. Систематические ошибки для фронтальных зон относительно данных MODIS после восстанавливающей фильтрации существенно снижались. Такое же снижение наблюдалось и при фильтрации карт ТПО Японского метеорологического агентства (алгоритм А. Шибаты). Наибольшее снижение соответствовало наиболее холодным водам (пиковые значения температуры, «срезающиеся» за счет низкого пространственного разрешения радиометра AMSR-E) и достигало 1-2°К.
Работа поддержана грантами РФФИ № 11-01-12107-офи-м, 11-01-00590-а и грантами ДВО РАН.