Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. №3. С. 278-287
Новые спектроскопические базы и дистанционное зондирование Земли методами инфракрасной спектрометрии высокого разрешения
Г.Э. Колокутин
1 , Б.А. Фомин
1 1 Центральная Аэрологическая Обсерватория, Долгопрудный, Россия
Процесс обработки данных надирных инфракрасных спектрометров-радиометров высокого спектрального разрешения, устанавливаемых на спутниках для ДЗЗ, основан на сопоставлении экспериментальных и расчётных спектров уходящего теплового излучения атмосферы. Однако, как показывают валидационные эксперименты, в настоящее время практически достижимое согласие обоих типов спектров не вполне удовлетворительное, что ощутимо влияет на эффективность ДЗЗ. Одной из наиболее важных причин рассогласования является недостаточное качество современных спектроскопических данных, используемых в «точных» (line-by-line) расчётах: моделей контуров спектральных линий (особенно «далёких» крыльев), моделей континуального поглощения водяного пара, кислорода и др., моделей интерференции линий углекислого газа, метана и др. Поэтому спектроскопические данные постоянно обновляются. В первую очередь обновлению подлежат наиболее распространённые спектроскопические базы: GEISA и HITRAN, в которых содержится информация о положении линий, их интенсивностях и ширинах.
В работе оцениваются неопределённости в типичных line-by-line расчётах спектров уходящей ИК радиации, возникающие при использовании различных спектроскопических баз: HITRAN-2008, GEISA-2011 и HITRAN-2012. На примере результатов валидации прибора IASI в ходе подспутникового эксперимента JAIVEx показано, что новейшие базы GEISA-2011 и HITRAN-2012 не устраняет наблюдающиеся расхождение в экспериментальных и расчётных ИК спектрах, ранее выявленные при использовании HITRAN-2008.В работе оцениваются неопределённости в типичных line-by-line расчётах спектров уходящей ИК радиации, возникающие при использовании различных спектроскопических баз: HITRAN-2008, GEISA-2011 и HITRAN-2012. На примере результатов валидации прибора IASI в ходе подспутникового эксперимента JAIVEx показано, что новейшие базы GEISA-2011 и HITRAN-2012 не устраняет наблюдающиеся расхождение в экспериментальных и расчётных ИК спектрах, ранее выявленные при использовании HITRAN-2008.
Ключевые слова: уходящая радиация, инфракрасные спектры, line-by-line расчёты, спектроскопические базы данных
Полный текстСписок литературы:
- Быков А.Д., Синица Л.Н., Стариков В.И. Экспериментальные и теоретические методы в спектроскопии молекул водяного пара. Изд. СО РАН, Новосибирск, 1999.
- Городецкий А.К., Головин Ю.М., Завелевич Ф.С., Козлов Д.А., Козлов И.А. К задаче валидации спектрорадиометрических измерений излучения атмосферы в ИК-диапазоне спектра. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. Сб. тезисов, Москва, 2013.
- Fomin B.A., Correa M.P., Ceballos J.C., Souza R.A., Machado L.A. FLISS: A user-friendly satellite signal simulator using Monte-Carlo and line-by-line techniques for multiple scattering layered atmospheres, The 2005 EUMETSAT Meteorol. Satellite Conf., Proc., EUM P. 46, Dubrovnik, Croatia, 2005. 490-493.
- Rothman L.S., Gordon I.E., Barbe A., Chris Benner D., Bernath P.F., Birk M. The HITRAN 2008 molecular spectroscopic database. 2009. JQSRT, 110, 533-572.
- Rothman L.S., Gordon I.E., Babikov Y., Barbe A., Chris Benner D., Bernath P.F. The HITRAN 2012 molecular spectroscopic database. In press, 2013. JQSRT, DOI: 10.1016/j.jqsrt.2013.07.02
- Ward S. The Earth observation handbook 2012: special edition for Rio+20, [ESA SP-1325, July 2012]. ESA Communications, Ed. Wilson A., 2012, pp.212.