Определение оптических свойств облачной атмосферы по данным прибора SEVIRI

Прибор SEVIRI устанавливается на геостационарных спутниках серии MSG и имеет 12 спектральных каналов в диапазоне длин волн от 0.56 до 14.4 мкм. Первые три канала прибора регистрируют преимущественно отраженное солнечное электромагнитное излучение, которое несет информацию об оптических свойствах подстилающей поверхности и атмосферы.
Для решения прямой задачи дистанционного зондирования используется оптическая модель облачной атмосферы, характеризуемая следующими параметрами: оптическая толщина, альбедо однократного рассеяния, альбедо подстилающей поверхности, зенитный угол Солнца, параметр асимметрии индикатрисы рассеяния. Атмосфера представляется в виде однородного плоскопараллельного слоя, состоящего из частиц четырех типов: молекул (неоднородностей плотности воздуха), аэрозолей, капель воды и кристаллов льда.
Проведенное сравнение оптических моделей облачной атмосферы на основе асимптотических формул теории переноса радиации и приближения Эддингтона показало, что в случае слабого поглощения радиации в облаке аэрозолями и кристаллами льда (при альбедо однократного рассеяния более 0.99), обе модели дают сопоставимые результаты. Однако, на длине волны 1.6 мкм (3 канал SEVIRI) значительно поглощение кристаллами льда и альбедо однократного рассеяния может доходить до 0.93, где асимптотическая модель непременима. На основании этого мы остановили свой выбор на оптической модели Эддингтона.
Алгоритм обработки спутниковых данных SEVIRI основан на определении альбедо подстилающей поверхности в трех спектральных каналах (1, 2, 3 каналы SEVIRI), которое представляет собой функцию оптической толщины облачной атмосферы, альбедо однократного рассеяния, параметра индикатрисы рассеяния и альбедо облаков. Значения оптической толщины и альбедо однократного рассеяния определяются путем минимизации суммы квадратов разностей альбедо земной поверхности между двумя последовательными измерениями с интервалом 15 минут.
Предложенный алгоритм позволяет оценить аэрозольную оптическую толщину на длинах волн 0.6 и 0.8 мкм, параметр Ангстрема, оптическую толщину облаков, а также отдельно оптическую толщину кристаллов льда и оптическую толщину капель воды.