Восстановление эффективного размера снежных зерен и загрязнений снега по спутниковым данным в полярных регионах

Снежный покров обладает значительным влиянием на альбедо Земли и, соответственно, на ее климат. Развитие методов спутникового зондирования, в частности мониторинга радиационных характеристик, возраста снега, степени его загрязнения и размера зерен, становится особенно важным для полярных регионов, где затруднены прямые измерения.
Мы представляем аналитический подход к оптике снега и алгоритм SGSP (Snow Grain Size and Pollution) восстановления радиационных и микрофизических параметров снега по данным спектрального спутникового инструмента MODIS, разработанный в рамках интегрированного европейского проекта DAMOCLES (FP6). В отличие от известных алгоритмов, SGSP обеспечивает достаточную точность восстановления параметров снега в полярных регионах, труднодоступных для диагностики другими методами. Уникальной чертой алгоритма SGSP является то, что он не использует никаких априорных предположений относительно формы снежных частиц, полностью учитывает угловое распределение излучения, отраженного снегом, и поэтому обеспечивает высокую точность при малых возвышениях солнца, типичных для полярных регионов.
В алгоритме использованы аналитические решения асимптотической теории переноса излучения, что обеспечивает высокую скорость обработки данных. Алгоритм SGSP включает эффективную итерационную процедуру атмосферной коррекции. Алгоритм был тщательно верифицирован, используя компьютерную симуляцию со специально разработанными программами. Кроме того, он был тестирован, используя подспутниковые экспериментальные измерения, выполненные д-р Аоки на Хоккайдо (Япония) и Барроу (Аляска, США). Найдено, что наблюдается удовлетворительное соответствие между параметрами снега, восстановленными по спутниковым данным, и наземными измерениями.
В настоящее время код работает как Windows графический интерфейс пользователя и как Linnux консольное приложение. В частности, он работает в операционном режиме в цепи обработки данных MODIS в университете г. Бремена (Германия), обеспечивая стандартный продукт для снега в избранных полярных регионах. Карты по дням и архив могут быть найдены на . www.iup.uni-bremen.de/seaice/amsr/modis.html.
Настоящее исследование выполнено в рамках Европейского интегрированного проекта DAMOCLES, который финансировался Евросоюзом как часть 6-й Рамочной программы, и Государственной целевой программы Республики Беларусь «Мониторинг полярных районов Земли и обеспечение деятельности арктических и антарктических экспедиций на 2007-2010 годы и на период до 2015 года».