Оценка альбедо подстилающих поверхностей Земли в инфракрасном диапазоне для перехода от радиационных температур к термодинамическим

При дистанционном зондировании (ДЗ) Земли в инфракрасном (ИК) диапазоне спектра получаются радиационные, а не термодинамические температуры. Отличаются радиационные температуры земных покровов от термодинамических за счет нечерноты - отличия коэффициента излучения объектов от 1. Для объектов, на поверхности которых есть вода или лед различия температур редко превышают 5 К, экстремальны они в ситуациях, когда не известен угол наклона подстилающей поверхности относительно аппарата ДЗ – это пенный покров, влага на растительности, верхняя граница облаков.
Оценить текущее отличие коэффициента излучения от 1 можно по данным спектральных оптических измерений в видимом, среднем и дальнем ИК-диапазонах, например, по данным радиометров AVHRR или MODIS.
Неизвестными параметрами среды в ИК-диапазоне являются: термодинамическая температура подстилающей поверхности; искажающее влияние вышележащей безоблачной атмосферы, величина солнечной радиации, вышедшей из толщи подстилающей поверхности; а также отраженная и рассеянная подстилающей поверхностью. Выделить в уходящей от Земли радиации «поверхностную» составляющую удается благодаря тому, что Френелевские коэффициенты для воды и льда практически неизменны во всем оптическом диапазоне, и тому, что на длинах волн свыше 3 мкм уходящая солнечная радиация состоит только из «поверхностной» составляющей. Чтобы оценить «поверхностную» составляющую приходится в дополнение к измерениям в среднем и дальнем ИК-диапазонах использовать данные в ближнем и видимом диапазонах спектра, задавать для них аппроксимацию спектрального хода солнечной радиации, выходящей из толщи подстилающей поверхности, а также характерный размер атмосферного аэрозоля. То есть, по пятиканальным измерениям (0.65, 0,85, 3,7, 11 и 12 мкм), оценивать четыре - пять параметров среды – «поверхностное» и внутримассовое альбедо, поверхностную термодинамическую температуру. Четвертым параметром для земных покровов является искажающее влияние водяного пара в атмосфере, для облачных - характерный размер аэрозоля в верхней толще облаков, пятый для земных покровов – искажающее влияние безоблачной атмосферы. При использовании величин «поверхностного» альбедо можно дополнительно для акваторий оценивать состояние поверхности воды, для облаков – корректировать высоту верхней границы облаков. Величины внутримассового альбедо для акваторий содержат информацию о взвеси, для растительности – о проективном покрытии и т.д.
Использование описанного подхода позволяет в два - три раза минимизировать неопределенность перехода от радиационной температуры к термодинамической.