Исследования радиояркостной температуры атмосферы тропиков в линии 183,3 ГГц

Исследование радиояркостных характеристик атмосферного водяного пара из космоса средствами микроволновой радиометрии дает возможность изучения физических условий генезиса и эволюции тропических циклонов.
В настоящей работе исследуется интегральное поглощение в атмосфере, радиояркостная температура атмосферы и температура системы атмосфера–поверхность, а также весовые функции излучения водяного пара в диапазоне частот 160–210 ГГц. При анализе брались стандартные метеоданные тропической атмосферы. Расчет поглощения в атмосфере и радиояркостной температуры атмосферы проводился численным интегрированием с шагом 100 метров до высоты 25 км для наблюдения под углом 45°, давление у поверхности – 1013 мб, температура – 300 K, влажность – 19 г/м3, интегральное содержание водяного пара – 4,14 г/см2. Расчёты выполнялись для случая безоблачной атмосферы.
Результаты расчетов показывают, что максимум интегрального поглощения в атмосфере приходится на частоту 183,6 Ггц и составляет 65,7 Нп, максимум радиояркостной температуры восходящего излучения атмосферы – на частоте 175,5 Ггц составляет 276 К, минимум температуры на частоте 183,6 Ггц – 237 К. При расчете радиояркостной температуры системы атмосфера–поверхность определялся вклад нисходящего отраженного излучения атмосферы и вклад излучения поверхности в общую температуру системы. На частоте 170 Ггц вклад этих составляющих 1,8 и 0,2 % соответственно, на частоте 175,5 Ггц – менее 0,01 и 0,06 %, на частоте 183,6 Ггц вклад практически отсутствует. Максимумы весовых функций излучения атмосферного водяного пара для частот: 170 Ггц – 2,2 км; 178 Ггц – 3,4 – 4,8 км. для частот182,6 – 183,6 Ггц максимумы весовых функций приходятся на близкие высоты 7,9 – 8,8 км.
В докладе также будут представлены результаты расчётов весовых функций для линий 183, 325ГГц во всей области внутритропической зоны конвергенции со значениями водяного пара 4-7 г/см2.
Для надежного восстановления детальных профилей атмосферного водяного пара по линиям 183 ГГЦ в условиях облачной атмосферы и взволнованной морской поверхности, необходимо использование низкочастотной линии резонанса водяного пара 22,23 ГГц и измерений в окнах прозрачности на 19, 37, 90 ГГц. Это позволит получить информацию о характеристиках морской поверхности и облачности.
Таким образом, восстановление профиля влажности на 8 – 10 уровнях потребует как разработки методов решения таких задач, так и разработки сканирующего многоканального радиометра, причём 8 – 10 каналов в линии 183 ГГц и её окрестностях, один канал 22,23ГГц, 2-х поляризационных радиометров на частотах 19, 37, 90 ГГц для учёта влияния взволнованной морской поверхности и вычисления водозапаса облаков и интенсивности осадков. Чувствительность на элемент разрешения может быть ориентировочно 0.1 - 0,5К по мере увеличения частоты.