Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 2. С. 29-41
Наземные радиометрические измерения эффективной излучательной способности морской поверхности без абсолютной калибровки
В.В. Стерлядкин
1, 2 , Д.С. Сазонов
2 , А.В. Кузьмин
2 , Е.А. Шарков
2 1 Московский технологический университет, Москва, Россия
2 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 21.03.2018
DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-2-29-41
Проводится теоретическое обоснование нового метода измерения излучательной способности шероховатой подстилающей поверхности без абсолютной калибровки радиометра. При этом достаточным условием измерений является регистрация сигнала от чёрного тела с температурой подстилающей поверхности. Метод основан на измерении нисходящего излучения атмосферы, а также измерении излучения, идущего от подстилающей поверхности под тем же зенитным углом. Метод позволяет при любых параметрах излучения изучать зависимость эффективной излучательной способности поверхности Eeff как от параметров самой подстилающей поверхности, так и от параметров атмосферы, которые регистрируются в месте измерений. Измеренные таким образом величины Eeff гармонически соответствуют модели зондирования Земли из космоса и прямо входят в уравнения радиационного переноса излучения, поэтому их можно непосредственно использовать при решении обратных задач. Метод может применяться не только к поверхности океана, но и к любой шероховатой подстилающей поверхности, льдам, сельскохозяйственным посадкам, растительности. В работе приводятся данные натурных измерений, выполненных с морской платформы Черноморского гидрофизического полигона РАН. Представлены экспериментально полученные зависимости Eeff от углов падения и скорости приводного ветра, полученные на частоте 37 ГГц.
Ключевые слова: дистанционное зондирование Земли, радиометрические измерения, излучательная способность, подстилающая поверхность, взволнованная поверхность, обратные задачи
Полный текстСписок литературы:
- Анискович В. М., Кузьмин А. В., Сазонов Д. С., Хайкин В. Б. Радиометр-поляриметр диапазона 0,8 см для натурных и лабораторных измерений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 2. С. 213–223.
- Ирисов В. Г. Исследование излучения электромагнитных волн периодически неровной поверхностью: препринт. М.: ИКИ АН СССР, 1984. Пр-944. 18 с.
- Кузьмин А. В., Горячкин Ю. А., Ермаков Д. М., Ермаков С. А., Комарова Н. Ю., Кузнецов А. С., Репина И. А., Садовский И. Н., Смирнов М. Т., Шарков Е. А., Чухарев А. М. Морская гидрографическая платформа «Кацивели» как подспутниковый полигон на Чёрном море // Исследование Земли из космоса. 2009. № 1. С. 31–44.
- Садовский И. Н. Особенности учёта вклада длинноволновых компонент волнения в приращение излучательной способности морской поверхности // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 1. С. 228–239.
- Трохимовский Ю. Г. Модель радиотеплового излучения взволнованной морской поверхности // Исследование Земли из космоса. 1997. № 1. С. 39–49.
- Шарков Е. А. Радиотепловое дистанционное зондирование Земли: физические основы. Т. 1. М.: ИКИ РАН, 2014. 552 с.
- Meissner T., Wentz F. J. The emissivity of ocean surface between 6 and 90 GHz over a large range of wind speed and Earth incidence angles // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2012. V. 50. No. 8. P. 3004–3026.
- Semyonov B. I. Approximate computation of scattering of electromagnetic waves by rough surface contours // Radio engineering and electronic physics. 1966. V. 1. P. 1179–1187.
- Sharkov E. A. Passive Microwave Remote Sensing of the Earth: Physical Foundations. Berlin, Heidelberg, N. Y.: Springer/PRAXIS, 2003. 612 p.
- Ulaby F. T., Moore R. K., Fung A. K. Microwave Remote Sensing: Active and Passive. 1981. V. 1 and 2. Addison-Wesley Publishing Company, Advanced Book Program/World Science Division, 1981.