Научные задачи и оценка точности измерений российского орбитального спектрометра ближнего ИК-диапазона "ДРИАДА"

Эксперимент "Дриада", который планируется на Международной космической станции с 2028 года, включает в себя два спектрометра, работающих в спектральных диапазонах 1,38–1,65 мкм и 0,757–0,774 мкм, и контекстную камеру [1]. Его основная задача - глобальный мониторинг парниковых газов, углекислого газа и метана, в ближнем ИК-диапазоне. Прибор разработан на основе опыта предыдущих экспериментов такого класса, таких как GOSAT, OCO-2 и других [2, 3]. В данной работе мы оцениваем точность определения относительного содержания CO2 и CH4 по синтетическим спектрам, имитирующим наблюдения прибора, полученным с помощью модели переноса излучения в атмосфере Земли [4]. В модели используется полинейный расчет газового поглощения на основе спектроскопии HITRAN2020 [5] с учетом многократного рассеяния света в атмосфере[6]. Спектры рассчитывались для 1200 атмосферных профилей по всему земному шару, составленных на основе прогнозов химического состава атмосферы от Службы мониторинга атмосферы программы «Коперник» (CAMS) Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды (ЕЦСПП) и данных об альбедо поверхности из гиперспектральных карт альбедо HAMSTER с высоким пространственным и временным разрешением [7-8]. Также учитывается ожидаемое спектральное разрешение и уровень шума прибора.
Научные задачи эксперимента не ограничиваются измерениями содержания метана и углекислого газа. В эксперименте будет измерено содержания водяного пара и соотношения HDO/H2O с использованием линий поглощения в диапазоне 1,52–1,57 мкм. Кроме того, уровень сигнала в насыщенной полосе поглощения водяного пара в диапазоне 1,4–1,47 мкм позволят получить информацию о высотах и оптических толщинах перистых облаков, а наблюдения в диапазоне 0.760 мкм дадут информацию об интенсивности флуоресценции хлорофилла, вызванной солнечным излучением, что даст дополнительную информацию о влиянии природных и антропогенных источников на измеренное содержание CO2.
Работа выполнена при поддержке гранта РНФ №25-27-00338