МТВЗА-ГЯ (модуль температурного и влажностного зондирования атмосферы) – микроволновый сканер-зондировщик, устанавливаемый на космических аппаратах (КА) метеорологического назначения “Метеор-М”. МТВЗА-ГЯ имеет частотные каналы близкие зарубежным радиометрам AMSU и SSMIS, а его данные могут быть использованы для решения широкого круга задач гидрометеорологии, климатологии и океанологии [1, 2]. Одной из таких задач — оценке сплоченности морского льда для мониторинга ледовой обстановки — посвящена данная работа.
Важным элементом процесса восстановления геофизических параметров по данным микроволновых радиометров является их внешняя калибровка, заключающаяся в пересчете антенных температур в радиояркостные. Такая калибровка может быть выполнена на основе математического моделирования радиоционного переноса или интеркалибровки по измерениям западных микроволновых радиометров, для которых внешняя калибровка выполнена с достаточно высокой точностью. Подобные результаты внешней калибровки для каналов сканера и зондировщика МТВЗА-ГЯ приведены в работах [2-4].
Данная работа посвящена исследованиям точности радиояркостных температур микроволнового радиометра МТВЗА-ГЯ на спутнике «Метеор-М» № 2-2, а также рассчитываемым по ним оценок концентраций морского льда. Для этого выполнялась взаимная калибровка всех частотных каналов с данными радиометра AMSR2, установленного на спутнике GCOM-W1. Расчеты концентрации льда осуществлялись по двум методикам: на основе поляризационной разницы PD [5] и методики NASA Team [6], выбор которых обусловлен наличием у МТВЗА-ГЯ необходимых частотных каналов. Оценка точности оценок сплоченности морского льда осуществлялась сравнением со стандартным продуктом центра NSIDC, полученным также по данным AMSR2.
Выполненный анализ показал, что в целом радиояркостные температуры МТВЗА-ГЯ соответствуют измерениям AMSR2 практически на всех частотных каналах. Исключение составляет канал 91,65 ГГц горизонтальной поляризации, на котором измерения российского радиометра сильно зашумлены. Кроме того, радиояркостные температуры российского радиометра на всех частотных каналах вертикальной поляризации имеют значительно узкий динамический диапазон, чем температуры AMSR2.
Оценки сплоченности льда по данным МТВЗА-ГЯ показали достаточно высокое качественное совпадение с аналогичными полями по данным стандартного продукта NSIDC. Количественные расхождения были связаны, главным образом, с различиями в сравниваемых методиках оценки концентрации льда. При использовании одинаковой методики оценки сплоченности льда по данным микроволновых радиометров МТВЗА-ГЯ и AMSR2 имеют близкие значения (коэффициент корреляции 0,86-0,98). Отличие в данном случае наблюдались в прикромочной области и вблизи берегов.
Работа выполнена в рамках государственного задания ФГБУН ФИЦ МГИ по теме № FNNN-2024-0012.

Ключевые слова: дистанционное зондирование, СВЧ-радиометрия, микроволновый сканер/зондировщик МТВЗА-ГЯ, космический аппарат «Метеор-М», радиояркостная температура, сплоченность морского льда

Литература:

Болдырев В.В., Горобец Н.Н., Ильгасов П.А.,Никитин О.В., Панцов В.Ю., Прохоров Ю.Н., Стрельников Н.И., Стрельцов А.М., Черный И.В., Чернявский Г.М., Яковлев В.В. Спутниковый микроволновый сканер/зондировщик МТВЗА-ГЯ // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. – 2008. – Т. 5., №1. – С. 243-248.
Чернявский Г. М., Митник Л. М., Кулешов В. П., Митник М. Л., Черный И. В. Микроволновое зондирование океана, атмосферы и земных покровов по данным спутника «Метеор-М» No 2 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. – 2018. – Т. 15., №4. – С. 78–100. DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-4-78-100.
Заболотских Е. В., Балашова Е. А. Внешняя калибровка измерений МТВЗА‐ГЯ в каналах сканера с использованием измерений AMSR2. Часть 2: эксперимент // Метеорология и гидрология. – 2021., №11. – С. 50–57.
Успенский А.Б., Асмус В.В., Козлов А.А., Крамчанинова Е.К., Стрельцов А.М., Чернявский Г.М., Черный И.В. Абсолютная калибровка каналов атмосферного зондирования спутникового микроволнового радиометра МТВЗА-ГЯ // Исслед. Земли из космоса. –2016. – № 5. – С. 57–70.
Заболотских Е.В., Балашова Е.А., Азаров С.М. Восстановление сплоченности морского льда по данным измерений МТВЗА-ГЯ // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. – 2022. – Т. 19., № 1. – С. 27–38.
Cavalieri D.J., Gloersen P., Campbell W.J. Determination of Sea Ice Parameters With the NIMBUS 7 SMMR // J. Geophys. Res. 1984. V. 89. № D4. P. 5355–5369.

Двадцать третья международная конференция "СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"

XXIII..119

Сплоченность морского льда в Карском море по данным микрорадиометра МТВЗА-ГЯ

Дистанционное зондирование криосферных образований