О возможности наблюдения перистых облаков в эксперименте “ДРИАДА”.

Перистые облака играют важную роль в климатической системе Земли. Покрывая большие области на высотах верхней тропосферы примерно 5–13 километров, они оказывают значительное влияние на энергетический баланс планеты и являются источником неопределенности в атмосферных и климатических исследованиях. Рассеяние и поглощение света ледяными кристаллами в перистых облаках может существенно модулировать перенос излучения в атмосфере. Это особенно важно в ближнем ИК диапазоне, где неучет перистых облаков может привести к ошибкам в восстановлении содержания атмосферных газов, что следует учитывать при решении прямых и обратных задач. Особую важность в этом плане представляет измерение их оптических свойств. Но задача усложняется тем, что в видимом и ближнем ИК диапазоне перистые облака являются оптически тонкими.

Возможность зондирования перистых облаков по насыщенной полосе поглощения водяного пара 1.38 мкм была предложена Gao et al. (1993) [1] для изображений, полученных спектрометром AVIRIS (Airborn Visible/Infrared Imaging Spectrometer). В дальнейшем канал 1.38 мкм был предложен для спектрорадиометра MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) на спутнике Terra [2], где был предложен алгоритм на базе совместных измерений каналов 0.67 мкм и 1.38 мкм, для восстановления истинной отражающей способности перистый облаков в видимой области. В дальнейшем эти каналы использовали на многих спутниках, например, VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) на борту SNPP (Suomi national Polar-orbiting Partnership) [3], MSI (Multi Spectral Instrument) на КА Sentinel-2 [4].

Спектрометр высокого разрешения ближнего ИК диапазона «Дриада» предназначен для дистанционных измерений атмосферных парниковых газов, СО2 и CH4, с орбиты искусственного спутника Земли [5]. Одним из основных источников ошибок при определении концентрации газов является рассеяние света оптически тонкими перистыми облаками и аэрозолем [6-8]. Поэтому в эксперименте Дриада предусмотрены измерения полосы поглощения водяного пара в диапазоне 1.4-1.47 мкм, а также несколько фильтров в видимом диапазоне, в частности 0.67 мкм.

В работе будут приведены расчеты влияния перистых облаков на спектры в диапазоне спектрометра «Дриада» на базе решения прямой задачи переноса излучения с учетом многократного рассеяния, рассмотрена возможность измерения различных характеристик облаков в эксперименте, таких как оптическая толщина, размеры частиц, высота над поверхностью.

Работа выполняется при поддержке гранта РНФ №25-27-00338.