Возможности применения метода затменного зондирования для изучения горизонтальных неоднородностей в распределении МГС атмосферы

Построена компьютерная модель эксперимента по дистанционному зондированию атмосферы с низко орбитального спутника в оптическом диапазоне длин волн с использованием естественных источников излучения. В эксперименте измеряется интенсивность потока излучения от внеатмосферного источника (солнечный или лунный диски, звезды) вне атмосферы и прошедшего через атмосферу. По данным измерений вне и в атмосфере рассчитывается функция пропускания атмосферы.

Движение спутника по орбите во время эксперимента позволяет получить зависимость оптической толщины лимба атмосферы от прицельного параметра и угловой координаты спутника. Первая зависимость позволяет извлечь информацию о вертикальных профилях распределения коэффициента экстинкции атмосферы, вторая - о зависимости величины экстинкции от горизонтальной или угловой координаты.

Решается обратная задача восстановления оптической толщины t(r,x) атмосферы в области сечения атмосферы плоскостью орбиты спутника. Координаты (r,x) – это координаты точки в полярной системе координат в плоскости орбиты спутника. Измерения проводятся для множества длин волн, что позволяет разделить вклады в экстинкцию t(r,x) за счет рассеяния и поглощения отдельных МГС. Зная объемный коэффициент поглощения МГС можно вычислить значение счетной концентрации n(r,x), а используя дополнительные данные о давлении и температуре атмосферы – распределение плотности или парциального давления МГС.

Приводятся результаты моделирования и анализа ошибок реконструкции двумерных профилей распределения МГС. Проведенная работа позволяет сделать выводы о возможности мониторинга состояния загрязнения атмосферы в режиме реального времени с низко орбитального спутника, используя естественные источники излучения – солнце, луну, звезды. Вертикальное разрешение метода составляет 0.5 км, горизонтальное – от 300 до 400 км.