Многолетние измерения спектров нисходящего радиотеплового излучения атмосферы в диапазоне 18-27,2 ГГц

Калибровка и валидация спутниковых СВЧ радиометрических измерений является одной из ключевых задач при использования этих измерений для последующего определения геофизических параметров Земли. Подспутниковые наземные измерения и получение статистических характеристик излучения атмосферы имеют важное значение для решения этой задачи. Особенно важно использование такой информации в проектах с использованием пассивного синтеза апертуры, где ошибки измерений радиояркостных температур велики.
Измерения спектров нисходящего радиотеплового излучения атмосферы под углом 51 град. от зенита в диапазоне 18-27,2 ГГц проводятся на территории ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН с 2017 г. по настоящее время круглосуточно с небольшими перерывами на время проведения экспедиционных работ и технического обслуживания аппаратуры. Экспериментальная установка включает в себя: СВЧ радиометр-спектрометр P22M, систему калибровки по излучению черного тела, метеостанцию для получения приземных значений температуры и влажности, а также видеокамеру для контроля облачности (Аквилонова и др., 2022). Все экспериментальные данные автоматически записываются в архив и доступны по запросам пользователей.
Результаты СВЧ-радиометрических измерений нисходящего излучения сравниваются с модельными расчетами по данным радиозондирования вертикальных профилей температуры и влажности атмосферы.
Получены регрессионные зависимости между экспериментальными значениями радиояркостных температур безоблачной атмосферы на частоте 22 ГГц и интегрального влагосодержания Q по данным радиозондов за 2022-2024 г.г.
Получены средние отклонения расчетных и экспериментальных данных за 2023 и 2024 г.г. Анализируются возможные причины этой разности, обусловленные ошибками калибровки и погрешностями используемых моделей, а также синоптической обстановки и направления движения воздушных масс.
Проведен анализ временных изменений калибровочных параметров СВЧ радиометра и проводится сравнение результатов с независимым методом наклонной калибровки по излучению безоблачной атмосферы (Сазонов и др., 2025).
Проведено сравнение результатов измерений с расчетами по трем моделям излучения. Показано, что все они дают разный результат в зависимости от конкретных профилей температуры и влажности атмосферы. Данный результат говорит о важности подспутниковых измерений радиотеплового излучения для калибровки приборов, а не только геофизических параметров.

Работа выполнена в рамках госзадания № 075-00395-25-00