Валидация полярных алгоритмов восстановления влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков над Арктическим океаном по данным AMSR-E радиометра

Измерения уходящего микроволнового излучения системы Океан-Атмосфера при помощи спутниковых радиометров дают возможность оценивать такие интегральные параметры атмосферы как ее влагозапас Q и водозапас облаков W. Водяной пар, являясь одним из основных парниковых газов, оказывает огромное влияние на климат Земли в целом и Арктики в частности. Изучение арктической климатологии водяного пара станет возможным при наличии эффективных региональных (полярных) алгоритмов интерпретации микроволновых измерений.

В данном исследовании рассматриваются полярные алгоритмы определения Q и W по данным радиометра AMSR-E, основанные на применении Нейронных Сетей (НС). Алгоритмы разработаны на основании численного моделирования. Значения радиояркостных температур получаются путем расчета уходящего излучения системы Океан - Атмосфера без осадков с использованием гидрометорологических данных для полярных районов. Данные значения рассматриваются как квази-измеренные радиометром и используются для настройки НС. Теоретические погрешности восстановления параметров рассчитываются путем применения настроенных НС к независимому набору радиояркостных температур (так же рассчитанных и суммированных с шумами радиометра) и сравниваются с ошибками, полученными путем применения альтернативного алгоитма множественной нелинейной регрессии.

Валидация разработанных алгоритмов проводится путем сопоставления восстановленных значений влагосодержания атмосферы с 400 данными радиозондирования двух норвежских станций Jan Mayen и Bjornoya за периоды январь и июль 2005 года. Пространственно-временное совмещение и сравнение спутниковых и наземных измерений осуществлено с привлечением анализа полей параметров и временного развития погодных систем в районе указанных станций. Экспериментально рассчитанная ошибка восстановления влагосодержания атмосферы равна 1.07 м/с.