Восстановление скорости приводного ветра по данным спутниковых многоканальных радиометров: погрешности глобальных и региональных алгоритмов

Запуск микроволнового радиометра Advanced Microwave Scanning Radiometer (AMSR-E) на спутнике США Aqua в мае 2002 года придал новый импульс исследованиям в области микроволнового дистанционного зондирования Земли. С 1987 года эти исследования базируются преимущественно на измерениях, осуществляемых радиометрами Special Sensor Microwave Imager (SSM/I) со спутников DMSP. Важным направлением использования данных SSM/I является оценка скорости приводного ветра над океаном в широком диапазоне изменения погодных условий. Для использования измерений AMSR-E в исследовательской и оперативной работе продолжается разработка и оценка эффективности новых алгоритмов восстановления геофизических параметров.
В данной работе приведен анализ погрешностей восстановления скорости приводного ветра по данным AMSR-E, SSM/I и TMI. Радиояркостные температуры получены в результате численного моделирования уходящего излучения системы океан-атмосфера. В качестве алгоритмов оценки при решении обратной задачи использованы различные варианты регрессий – линейная (ЛР), нелинейная логарифмическая (НЛР) и нейронно-сетевая (НС). Коэффициенты всех регрессий настроены при использовании одного и того же массива экспериментальных гидрометеорологических данных и соответствующих им расчетных значений радиояркостных температур ТЯ(f), Настроены и протестированы как глобальные алгоритмы, так и региональные – для более узкого диапазона изменений параметров окружающей среды. Проведено исследование влияния выбора каналов и радиометрических шумов на точность оценки скорости ветра. Показано, что использование низкочастотных каналов радиометра AMSR-E (6,9 и 10,7 ГГц на горизонтальной и вертикальной поляризациях) в региональном арктическом алгоритме обеспечивает минимальные погрешности оценки скорости приводного ветра. Приведены примеры восстановления параметров океана (скорости ветра и температуры поверхности океана) и атмосферы (влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков) по данным AMSR-E.