Технологии дистанционного определения температуры водной поверхности и облаков

Определение температуры подстилающей поверхности (ТПО)-земной поверхности и облаков - является одной из основных задач зондирования системы "атмосфера- поверхность", решаемых комплексом бортовой аппаратуры, включающим ИК-зондировщик. Решение этой задачи обосновывается методами, связанными с уравнениями переноса излучения в атмосфере, формированием излучения на границе поверхность - атмосфера и учете вариаций излучательной способности поверхности, зависящей от параметров - характеристик среды. В безоблачных условиях для морской поверхности влияют волнение, скорость ветра, радиационный поток нисходящего излучения атмосферы. В условиях сплошной облачности определяющей характеристикой является оптическая плотность и высота облаков. На начальном этапе развития методик для ТПО учет вариации этих параметров осуществлялся за счет измерения интенсивности уходящего излучения в 2-3 спектральных каналах диапазона 8-13 мкм с привлечением статистических методов определения регрессионных коэффициентов. Ограниченность входной информации приводила к ошибкам ТПО 2-3К и более. Прорывным этапом решения этой задачи явился метод "нулевой воздушной массы", основанный на варианте "конвергентной съемки" под 3 зенитными углами с применением бугеровской зависимости атмосферной оптической толщи от воздушной массы. Впервые метод реализован на спутниках "Космос-1076" и "Космос-1151" с помощью 10-канального сканирующего радиометра. При уровне ошибок единичного измерения радиационной температуры 0,15К ошибка определения ТПО 0,5-1К. Позднее метод использован на ИСЗ "ERS-1" и "ERS-2" с аппаратурой ATSR. Разработка спектрорадиометрической аппаратуры типа Фурье-спектрометров высокого спектрального разрешения 0,3-0,6 см-1 является основой развития методики определения ТПО с применением статистически обоснованных параметров спектральной зависимости оптической толщи атмосферы, особенно для континуума водяного пара. Метод развивается на основе спутниковой аппаратуры IASI, Cris а также ИКФС-2 для ИСЗ "Метеор-М". Для валидации измерений необходимы многоуровенные эксперименты в контролируемых условиях.