Оценки общего содержания озона в атмосфере по данным российского геостационарного путника Электро-Л №1 и их валидация

Представлено описание автоматизированной системы дистанционного мониторинга общего содержания озона (ОСО) в атмосфере по данным измерений аппаратуры МСУ-ГС с отечественного геостационарного метеоспутника «Электро-Л» № 1. Построение оценок ОСО производится на основе измерений МСУ-ГС в трех ИК каналах 8.2-9.2, 9.2-10.2, 10.2-11.2 мкм посредством регуляризованного регрессионного алгоритма (гребневая регрессия). В качестве дополнительных предикторов используются прогностические данные модели Global Forecast System от National Centers of Environmental Prediction (NCEP) о вертикальных распределениях температуры в озоновом слое, температуре и давлении на уровне подстилающей поверхности (http://nomads.ncdc.noaa.gov). Входные данные включают облачную маску, построенную по данным МСУ-ГС, дефектные пиксели исключаются из рассмотрения на основании критерия качества. Оценки ОСО производятся регулярно 8 раз в день (00:00, 03:00, …, 21:00 ВСВ). Эксперименты по определению ОСО показали, что программный комплекс обработки данных МСУ-ГС работает устойчиво, а обновление набора регрессионных коэффициентов требуется не чаще раза в неделю.
Выходным продуктом являются поля ОСО над Восточным полушарием в зоне видимости аппаратуры спутника «Электро-Л» №1 (круг радиусом 65° с центром в точке стояния спутника - 76° восточной долготы), представленные в числовой форме и в виде карт на регулярной сетке 0.5×0.5 градусов. В качестве метаданных добавлена статистическая информация об ОСО (минимальные и максимальные величины, стандартное отклонение и количество пунктов зондирования).
Погрешность оценок ОСО, получаемых по данным МСУ-ГС, в сравнении с независимыми оценками ОСО по данным аппаратуры OMI спутника EOS Aura и по данным NCEP в зависимости от типа подстилающей поверхности, составляет 1-2% для модуля разности и 5-7% для среднеквадратичного отклонения.
Также произведена оценка достоверности спутниковых данных об ОСО путем сопоставления с данными наземной озонометрической сети. Для сравнения использовались наблюдения 15 станций, расположенных в зоне видимости Электро-Л №1, среди которых две станции оборудованы спектрофотометром Брюера, 11 – спектрофотометром Добсона и две - фильтровым озонометром М-124 (www.woudc.org). Сравнение спутниковых и наземных данных об ОСО дает среднее смещение менее 10 Д.е., а величина относительного среднеквадратичного отклонения составляет около 5%. Указанные результаты валидации близки к полученным при сравнении оценок ОСО по данным МСУ-ГС и OMI.