Спутник Японии GCOM-W1: моделирование, калибровка и первые результаты восстановления параметров океана и атмосферы

18 мая 2012 г. Япония осуществила запуск спутника GCOM-W1 (Global Change Observation Mission 1st–Water), основным инструментом которого является усовершенствованный микроволновый сканирующий радиометр AMSR2 (Advanced Microwave Scanning Radiometer 2). AMSR2 предназначен для измерения параметров окружающей среды, требуемых для изучения круговорота воды в природе, что подчёркнуто и в сокращенном названии спутника: Shizuku – капля. AMSR2 принимает излучение на 7 частотах ν: 6.9, 7.3, 18.7, 23.8, 36.5 и 89.0 ГГц на вертикальной (в) и горизонтальной (г) поляризациях и позволяет оценивать важнейшие характеристики энергетического и гидрологического циклов Земли, включая паросодержание атмосферы, водозапас облаков, интенсивность осадков, скорость приводного ветра, температуру поверхности океана, параметры ледяного и снежного покрова и растительности. AMSR2 представляет собой практически полный аналог своего предшественника AMSR-Е на борту спутника Aqua, за исключением дополнительных каналов на частоте 7.3 ГГц. Частота 7.3 ГГц добавлена для снижения влияния искусственных помех на восстановление полей температуры поверхности океана и скорости ветра у поверхности. AMSR2 работает в сканирующем режиме при постоянном угле визирования 55º и обеспечивает обзор в полосе шириной 1600 км с очень высоким для микроволновой радиометрии пространственным разрешением – от 35 х 62 км на 6.9 ГГц до 3 х 5 км на 89.0 ГГц. При калибровка каналов радиометра и разработке алгоритмов восстановления геофизических параметров используются расчётные значения яркостных температур. Расчёты выполняются по модели переноса микроволнового излучения в системе подстилающая поверхность – атмосфера. В качестве входных данных в модель вводятся результаты гидрометеорологических измерений, выполненных в различных физико-географических районах. В докладе представлены результаты моделирования спектра яркостных температур Тяв,г(ν) над различными типами подстилающей поверхности при вариациях атмосферных параметров и кратко изложены подходы, использованные при разработке алгоритмов восстановления геофизических параметров по данным AMSR2, включая алгоритмы оценки ТПО, скорости ветра, паросодержания атмосферы и водозапаса облаков. Алгоритмы применены к первым результатам зондирования AMSR2 над океаном, полученным из JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency).
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 09-05-10033-к, ФЦП «Мировой океан» и соглашения ТОИ ДВО РАН с Японским аэрокосмическим исследовательским агентством JAXA. Авторы благодарят JAXA за предоставление данных AMSR-E и AMSR2.