Четырнадцатая Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса"
XIV.C.329
Определение общего содержания озона по измерениям Фурье-интерферометра ИКФС-2 с борта спутника «Метеор-М № 2»
Гаркуша АС (1), Поляков АВ (1), Тимофеев Ю.М. (1), Виролайнен Я.А. (1)
(1) Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Российская Федерация
На борту КА "Метеор-М" № 2 уже более 2-х лет функционирует ИК-зондировщик ИКФС-2 (Головин и др. 2015). Область спектральных измерений прибора включает полосу поглощения озона 9.6 мкм, что позволяет определять из спектральных измерений уходящего излучения параметры содержания озона в земной атмосфере, в первую очередь общего содержания озона (ОСО). Возможности определения этого параметра с помощью ранее разработанного программного обеспечения оперативной обработки ограничены как по точности, так и по метеоусловиям (безоблачная атмосфера), что требует создания новых методик и алгоритмов обращения радиационных измерений (Поляков и др. 2010, Поляков и др. 2014, Гаркуша и др. 2016). Авторами доклада предложена новая методика определения ОСО, основанная на использовании метода искусственных нейронных сетей (ИНС). В качестве входных данных методики используются как главные компоненты (ГК) всего измеряемого прибором спектра, так и ГК участка спектра, локализованного в полосе поглощения озона, что позволяет объединить информацию о метеосостоянии атмосферы и об ОСО. Для обучения ИНС используются данные прибора OMI (спутник AURA).
Было выполнено сопоставление полученных данных ОСО с измерениями приборов IASI и OMI для периода с 24 по 28 февраля 2016 года. Результаты сопоставления показывают хорошее качественное и количественное согласие результатов восстановления ОСО с помощью предложенной методики с независимыми измерениями. Так сравнение с данными прибора OMI демонстрирует согласие не хуже 5%, а с данными прибора IASI не хуже 7%. При этом предложенная методика позволяет получать более точные значения ОСО над Антарктикой по сравнению с данными прибора IASI.
Также продемонстрирована возможность использования прибора ИКФС-2 для мониторинга “озоновых дыр” в Арктике и Субарктике на примере наблюдения “озоновой дыры” в указанный период времени.
Исследование выполнено в рамках проекта 14-17-00096 Российского Научного Фонда.
Ключевые слова: дистанционное зондирование, общее содержание озона, Метеор-М №2, ИКФС-2
Литература:
- Гаркуша А.С., Поляков А.В., Тимофеев Ю.М. Анализ возможностей мониторинга характеристик газового состава атмосферы с помощью спутниковой аппаратуры ИКФС-2 // Исследование Земли из космоса, 2016, № 5, с. 38-41 DOI: 10.7868/S0205961416050055
- Гаркуша А.С., Поляков А.В., Тимофеев Ю.М., Виролайнен Я.А. Определение общего содержания озона по данным измерений спутникового ИК Фурье-спектрометра ИКФС-2 (МИСЗ «Метеор-М» № 2) // Изв. РАН, ФАО, принято в печать.
- Головин Ю.М., Завелевич Ф.С., Козлов Д.А., Козлов И.А., Монахов Д.О., Никулин А.Г., Ушаков Н.Н., Архипов С.А., Целиков В.А., Романовский А.С., Поляков А.В., Тимофеев Ю.М. Бортовой инфракрасный Фурье-спектрометр ИКФС-2: лётные испытания и первые измерения спектров атмосферы //Космонавтика и ракетостроение, 2015, 6(85) 51-58.
- Поляков А.В., Тимофеев Ю.М., Виролайнен Я.А. Применение искусственных нейронных сетей в температурно-влажностном зондировании атмосферы // Изв. РАН, Физика атмосферы и океана, 2014. — T. 50, — № 3. — С. 373–380.
- Поляков А. В., Тимофеев Ю. М., Успенский А. Б. Возможности определения содержания озона и малых газовых составляющих по данным спутниковых ИК-зондировщиков высокого спектрального разрешения (ИКФС-2) // Исследование Земли из космоса, 2010, № 3, с. 3–11.
Презентация доклада
Вопросы создания и использования приборов и систем для спутникового мониторинга состояния окружающей среды
129