Восемнадцатая Всероссийская Открытая конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»
XVIII.Z.408
Радиометр МТВЗА-ГЯ на спутнике "Метеор-М" № 2-2: первый год на орбите, обзор результатов
Чернявский Г.М. (1), Митник Л.М. (2), Кулешов В.П. (2), Митник М.Л. (2), Стрельцов А.М. (1), Евсеев Г.Е. (1), Чёрный И.В. (1)
(1) НТЦ Космонит АО Российские космические системы, Москва, Россия
(2) Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН, Владивосток, Россия
Радиометр МТВЗА-ГЯ на спутнике "Метеор-М" № 2-2, запущенный в космос 4 июля 2019 года, пополнил группу высокочувствительных инструментов, принимающих собственное микроволновое (МВ) излучение нашей планеты. В последние десятилетия данные спутниковых МВ радиометров стали важнейшим источником оперативной и научной информации о состоянии природной среды, что обусловлено расширением используемого для зондирования Земли диапазона частот, повышением пространственного разрешения, улучшением чувствительности и стабильности функционирования приборов в космосе, совершенствованием калибровки измеряемых сигналов. МВ измерения являются основным источником сведений о сплоченности и площади морского льда, температуре и солености поверхности океана, влажности почв, о содержании в атмосфере парообразной и капельной влаги и ряда других геофизических переменных независимо от времени суток и облачности. Включение МВ данных в схемы численного прогноза погоды привело к повышению оправдываемости прогнозов. Востребованы МВ данные и в исследованиях современного климата, выявлении климатических трендов гидрометеорологических переменных. Радиометр МТВЗА-ГЯ (31 канал в диапазоне частот от 6 до 183 ГГц) на спутнике "Метеор-М" № 2-2 продолжил наблюдения такого же инструмента на спутнике "Метеор-М" № 2, выполнявшиеся с июля 2014 по август 2017 года. Отмечен ряд недостатков МТВЗА-ГЯ на борту "Метеор-М" № 2-2, выявленных за 15 месяцев работы в космосе: частичное затенение диаграммы направленности антенны солнечными элементами особенно на нисходящих витках, высокий уровень шума на частоте 91,65 ГГц на горизонтальной поляризации, изменение усиления от скана к скану на нескольких каналах зондировщика, предназначенных для восстановления температуры воздуха и др. Приведены глобальные поля яркостных температур Тя(ν) на частотах имаджера ν = 10,65, 18,7, 23,8, 31,5, 36,5, 42,0, 48,0 и 91,65 ГГц на вертикальной и горизонтальной поляризациях и на частотах зондировщика в полосе поглощения кислорода ν = 52,8-57,6 ГГц и в области сильной резонансной линии поглощения водяного пара ν = 176,3-190,3 ГГц. Дана физическая интерпретация сезонных, синоптических и суточных вариаций Тя(ν) на каналах имаджера и зондировщика в различных климатических зонах. Обсуждается использование данных МТВЗА-ГЯ для решения широкого круга прикладных и научных задач, связанных с обнаружением и мониторингом гидрометеорологических явлений и процессов, включая опасные и особо опасные, что отражено в статьях и докладах на российских и зарубежных конференциях [1-8]. Рассмотрены примеры индикации тропических циклонов, зон глубокой конвекции, волн жары, наводнений, состояния ледяного покрова, областей таяния ледяных щитов Гренландии и Антарктиды, внетропических циклонов, атмосферных рек и внезапного стратосферного потепления в Южном полушарии и др. Для интерпретации .МВ образов различных явлений привлекаются измерения радиометров AMSR2 и GMI, радиолокационные спутниковые изображения и иные дистанционные и контактные данные. Подчеркнута необходимость разработки методических пособий и указаний по использования МВ данных, поступающих с российских и зарубежных спутников, в организациях Росгидромета (основной заказчик спутников серии "Метеор-М") и МЧС. Актуальность этих работ очевидна в связи с планируемом запуском в 2021 и 2022 годах спутников "Метеор-М" № 2-3 и "Метеор-М" № 2-4. Не вызывает сомнения и необходимость тесного взаимодействия и обмена спутниковыми данными с зарубежными специалистами в области МВ дистанционного зондирования.
Работа выполнена при финансовой поддержке проекта 20-17-00179.
Ключевые слова: микроволновая радиометрия, Метеор-М № 2-2, МТВЗА-ГЯ, глобальные поля яркостных температур, опасные явления, циклоны, зоны глубокой конвекции, состояние ледяного покрова, наводнения, волны жары
Литература:
- Кулешов В.П., Митник Л.М., Митник М.Л. Сезонные изменения уходящего микроволнового излучения над южной полярной областью по данным радиометра МТВЗА-ГЯ на спутнике Метеор-М № 2-2 // VI Всероссийская научная конф. "Проблемы военно-прикладной геофизики и контроля состояния природной среды": материалы конф. / под общ. ред. Ю.В. Кулешова; ВКА имени А.Ф.Можайского, СПб. 2020. С. 346-351.
- Кулешов В.П., Митник Л.М., Митник М.Л. Глобальные поля яркостной температуры Земли в диапазоне частот 6-190 ГГц по измерениям со спутников "Метеор-М № 2-2" и GCOM-W1 // Труды ВКА имени А.Ф.Можайского. Вып. 674. Проблемы военно-прикладной геофизики и контроля состояния природной среды. С. 223-228.
- Митник Л.М., Кулешов В.П., Митник М.Л. Стрельцов А.М., Чернявский Г.М., Черный И.В. Мониторинг опасных явлений по данным спутниковых микроволновых радиометров МТВЗА-ГЯ (Метеор-М №2, 2-2", Россия) и AMSR-E, AMSR2 и TMI (Aqua, GCOM-W1, GPM, США и Япония) // “Современные проблемы гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды на пространстве СНГ” СПб, РГГМУ, 22–24 октября 2020 г. IX Невский международный экологический конгресс.
- Чернявский Г.М., Митник Л.М., Кулешов В.П., Митник М.Л., Черный И.В. Микроволновое зондирование океана, атмосферы и земных покровов по данным спутника Метеор-М № 2 // Современные проблемы дистанц. зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 4. С. 78-100. DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-4-78-100.
- Чернявский Г.М., Митник Л.М., Кулешов В.П., Митник М.Л., Стрельцов А.М., Евсеев Г.Е., Черный И.В. Моделирование яркостных температур и первые результаты, полученные микроволновым радиометром MTВЗA-ГЯ со спутника Метеор-М № 2-2 // Современные проблемы дистанц. зондир. Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 3. С. 51-65.
- Mitnik L., Kuleshov V., Chernyavsky G., Cherny I. External сalibration of MTVZA-GY/ Meteor-M No.2 imager channel // GSICS Quarterly Newsletter. 2018, Vol. 12. N. 1, pp. 9-10, doi: 10.7289/V5/QN-GSICS-12-1-2018.
- Mitnik L.M., Kuleshov V.P., Mitnik M.L., Baranyuk A.V. Passive microwave observations of South America and surrounding oceans from Russian Meteor-M No. 2 and Japan GCOM-W1 satellites // International Journal of Remote Sensing. 2018. Vol. 39. No. 13, pp. 4513-4530, DOI:10.1080/01431161.2018.1425569.
- Mitnik L., Kuleshov V., Mitnik M., Panfilova M., Karaev V., Titchenko Y. Retrieval of mean square slopes of sea waves, surface wind speed, total water vapor content and total cloud liquid water content in Hagibis typhoon area from satellite active and passive microwave data // Proc. IGARSS2020. Virtual Symposium. September 26 - October 2, 2020. P. 5709-5713.
- Mitnik L., Kuleshov V., Mitnik M., Streltsov A.M., Cherniavsky G., Cherny I. Microwave scanner sounder MTVZA-GY on new Russian meteorological satellite Meteor-M N 2: modeling, calibration and measurements // IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 2017. Vol. 10. N. 7. P. 3036-3045, doi: 10.1109/JSTARS.2017.2695224.
Заседание в АО «Российские космические системы»: «Российская система спутниковых наблюдений и технологий: состояние и перспективы развития»
443