Данные «Метеор-М» для исследования атмосферы Земли

11.12.2023

Задачи работы с данными спутника «Метеор-М» №2-3 обсудили на рабочем совещании представители Института космических исследований РАН и Тихоокеанского океанологического института им. В.И. Ильичева ДВО РАН.

В совещании приняли участие от ИКИ РАН: Дмитрий Ермаков, д.ф.-м.н., заведующий отделом «Исследования Земли из космоса» и Алексей Кузьмин, к.ф.-м.н., заведующий лабораторией микроволновой радиометрии; от ТОИ ДВО РАН Леонид Митник, д.ф.-м.н., главный научный сотрудник и Майя Митник, к.т.н., старший научный сотрудник лаборатории спутниковой океанологии и лазерного зондирования.

Совещание организовано в рамках соглашения о сотрудничестве по научно-исследовательской и инновационной деятельности, которое было заключено между ИКИ РАН и ТОИ ДВО РАН 06 октября 2023 г. Этим соглашением, в частности, предусматриваются совместные научные исследования в области дистанционного зондирования Земли из космоса, развитие новых радиофизических и оптических методов и средств измерений.

Участники обменялись мнениями по вопросам получения и использования данных дистанционного зондирования океана и атмосферы с гидрометеорологического спутника «Метеор-М» № 2-3, запущенного 27 июня 2023 г. с космодрома Восточный.

На борту аппарата работает микроволновой радиометр МТВЗА-ГЯ – «Модуль Температурно-Влажностного Зондирования Атмосферы», данные которого, как следует из названия, позволяют, в частности, восстанавливать содержание воды и температуру атмосферы. Это важнейшие характеристики не только для оперативного прогноза погоды, но и для изучения долгосрочных изменений климата.

Участники совещания сформулировали основные задачи, которые предстоит решать при работе с данными радиометра.

На первом этапе:

  • декодирование первичных глобальных данных на частотах каналов СВЧ-радиометра МТВЗА-ГЯ в диапазоне 6-183 ГГц;

  • построение глобальных полей антенных температур;

  • индикация зон активных помех;

  • уточнение географической привязки данных;

  • выбор областей для внешней калибровки с учетом доступности дополнительных сведений (наземные гидрометеорологические и аэрологические станции и другие).

На втором этапе:

  • оценка стабильности функционирования МТВЗА-ГЯ в полете на восходящих и нисходящих орбитах спутника «Метеор-М» № 2-3 по временным рядам антенных температур на частотах радиометра и яркостным температурам на частотах радиометра AMSR2 (спутник GCOM-W1), совпадающих или близких к МТВЗА-ГЯ, продолжительностью 1-2 месяца над выбранными областями;

  • моделирование яркостных температур для внешней калибровки радиометра МТВЗА-ГЯ по «горячей» и «холодной» областям с использованием программы численного интегрирования уравнения переноса микроволнового излучения в системе подстилающая поверхность-атмосфера и сопутствующим гидрометеорологическим переменным.

Пример информации за 28 июля 2020 г., получаемой с помощью радиометра МТВЗА-ГЯ, установленного на борту космического аппарата «Метеор-М» №2-2. Вверху: поле интегрального влагосодержания атмосферы (общей массы водяного пара на квадратный метр поверхности, в кг/м2 или мм осажденной влаги) по данным МТВЗА-ГЯ. Внизу: результат дополнительной обработки, позволяющей устранить пропуски данных в поле интегрального влагосодержания и рассчитать векторы скорости горизонтального переноса водяного пара в атмосфере. Использованы оригинальные технологии обработки, развиваемые в ИКИ РАН.

Сроки выполнения задач во многом зависят от объема и оперативности предоставления первичных данных.

Совещание состоялось во время XXI конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса» (ИКИ РАН, 13-17 ноября 2023 г.).