Дистанционое зондирование температуры атмосферного пограничного слоя в полярных районах

Дистанционные методы измерения параметров атмосферы многие годы остаются привлекательными для исследователей и инженеров. Прибор MTP-5 (метеорологический температурный профилемер) позволяет получить информацию о температуре до высоты 600 метров через каждые 50 метров квазинепрерывном режиме с использованием методов пассивного микроволнового зондирования. В августе-сентябре 2013 года во время экспедиции NABOS-2013, проходившей на акватории Северного Ледовитого океана, МТП-5 использовался в составе аппаратного комплекса для измерения структуры и динамики атмосферного пограничного слоя в Арктике. Кроме того, была произведена серия запусков метеорологических радиозондов MEISEI RS-06G. Было проведено сравнение температурных характеристик атмосферного пограничного слоя, полученных с помощью радиозондов и с помощью МТП-5. Тщательный анализ данных позволил оценитькакой вклад в ошибку измерений температурного профилемера вносят программная, аппаратная и случайная ошибки. Случайная ошибка оказалась незначительной. Ее вклад удалось минимизировать после признания 2 из 47 измерений непригодными для дальнейшего анализа. Для вычленения аппаратной ошибки было произведено сравнение радияркосных температур МТП-5, , с радияркостными температурами , полученными с помощью преобразования температур, измеренных радиозондом в радиояркостные температуры (решение обратной задачи). Минимальный (0,23) коэффициент корреляции (R^2) пришелся на угол над горизонтом 23,8, максимальный(0,37) - на угол 1.
Для определения вклада алгоритмической ошибки (ошибки вычислений) было произведено сравнение измеренной и восстановленной по прямому алгоритму температуры зондов. Минимальный (0,05) коэффициент корреляции (R^2) пришелся на высоты 50 и 100 метров, максимальный(0,44) - на высоту 400 м. над уровнем моря.
В результате сравнения было установлено, что расхождение в данных не превышает 1°C. Такую точность можно признать достаточной для использования дистанционного зондирования при анализе структуры и динамики атмосфернопограничного слоя в Арктике. Использование прибора позволило выявить смены холодных и теплых фронтов, а также холодные и теплые вторжения, в том числе надо льдом и открытой водой в прикромочных зонах.

Работа выполнена при поддержке проекта РНФ 14-27-00134