ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 4. С. 223-231

Суточные, сезонные и долговременные вариации угла рефракции на трассах спутник-спутник как индикатор состояния атмосферы

С.С. Матюгов 1 , О.И. Яковлев 1 , А.А. Павельев 1 , А.Г. Павельев 1 
1 Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Фрязино, Россия
Одобрена к печати: 16.05.2017
DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-4-223-231
Осуществлен анализ зависимости угла рефракции от минимальной высоты лучевой линии радиоволн по результатам затменного зондирования атмосферы на трассах спутник-спутник в европейской части России в период 2007–2013 гг. Высотные зависимости угла рефракции и прицельного параметра определялись дифференцированием по времени зарегистрированной на низкоорбитальном космическом аппарате FORMOSAT 3 разности фаз опорного и прошедшего через атмосферу сигналов спутников радионавигационной системы GPS. Фаза опорного сигнала вычислялась бортовым приемным устройством для случая свободного пространства по высокоточному прогнозу орбит излучающего и принимающего спутника. Высотная привязка полученных данных осуществлялась с помощью прицельного параметра по данным высокоточных определений орбитальных параметров спутников GPS и FORMOSAT 3. Выявлены долговременные изменения угла атмосферной рефракции как высокоточной характеристики состояния атмосферы. Приведены таблицы значений угла рефракции и обсуждаются особенности вариаций высотного профиля рефракции в разные сезоны и время суток на высотах 0,5–25 км. Предложена аналитическая зависимость угла рефракции от высоты для широтной зоны 50–60° в северном полушарии. Показано, что наблюдается тренд рефракции, свидетельствующий об изменении состояния атмосферы. Отмечается эффективность использования угла рефракции как нетрадиционной характеристики, позволяющей отслеживать малые изменения состояния атмосферы в различных районах Земли.
Ключевые слова: атмосфера, радиопросвечивание, спутники, рефракция, изменения, погода, климат
Полный текст

Список литературы:

  1. Павельев А.Г., Матюгов С.С., Яковлев О.И. Спутниковый глобальный мониторинг атмосферы и ионосферы // Радиотехника и электроника. 2008. Т. 53. № 9. С. 1081–1093.
  2. Яковлев О.И., Гришмановский В.А., Елисеев С.Д., Кучерявенков А.И., Матюгов С.С. Радиопросвечивание атмосферы Земли с помощью двух спутников // Докл. АН СССР. 1990. Т. 315. № 1. С. 101–103.
  3. Яковлев О.И., Павельев А.Г., Матюгов С.С. Развитие спутникового радиозатменного метода мониторинга атмосферы и ионосферы // Успехи современной радиоэлектроники. 2002. № 9. С. 8–16.
  4. Яковлев О.И., Павельев А.Г., Матюгов С.С. Спутниковый мониторинг Земли. Радиозатменный мониторинг атмосферы и ионосферы. М.: URSS, 2010. 206 с.
  5. Occultations for probing atmosphere and climate / Kirchengast G., Foelsche U., Steiner A. (eds). Berlin: Springer–Verlag, 2004. 408 p.
  6. Rangaswamy S. Recovery of atmospheric parameters from the Apollo/Soyuz-ATS radio oculltation data // Geophys. Res. Letters. 1976. Vol. 3. No. 8. P. 483–489.
  7. Ringer M.A., Healy S.B. Monitoring twenty-first centure using GPS radio occultation bending angles // Geophys. Res. Lett. 2008. Vol. 35. No. L05708. P. 1042–1056.
  8. Steiner A.K., Hunt D., Ho S.-P., Kirchengast G., Mannucci A.J., Scherllin-Pirsher B., Gleisner H., Von Engeln A., Schmidt T., Ao C., Leroy S.S., Kursinski E.R., Foelsche U., Gorbunov M., Heise S., Kuo Y.-H., Lauritsen B., Marquardt C., Rocken C., Scheiner W., Sokolovskiy S., Syndegaard S., Wickert J. Quantification of structural uncertainty in climate data records from GPS radio occultation // Atmos. Chem. Phys. 2013. Vol. 13. P. 1469–1484.
  9. New Horizons in occultation research. Studies in atmosphere and climate / Steiner A., Pirscher B., Foelsvhe U., Kirchengast G. (eds). Heidelberg: Springer, 2009. 316 p.
  10. Yakovlev O.I., Matyugov S.S., Vilkov I.A. Attenuation and scintillation of radio waves in the Earth’s atmosphere from radio occultation experiments on satellite-to-satellite links // Radio Science. 1995. Vol. 30. No. 3. P. 591–602.