Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. №3. С. 297-303
Алгоритм оценки приводного ветра в тропической зоне по данным микроволнового радиометра AMSR-E и его применение к анализу погодных систем
М.Л. Митник
, Л.М. Митник
Учреждение Российской академии наук Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения РАН (ТОИ ДВО РАН), 690041 Владивосток, Балтийская ул., 43
Приведено описание алгоритмов восстановления скорости приводного ветра W в тропиках по микроволновым измерениям многоканального сканирующего радиометра AMSR-E со спутника Aqua. Алгоритмы разработаны по модельным яркостным температурам ТЯВ,Г(ν) системы океан-атмосфера (СОА) на частотах ν на вертикальной (В) и горизонтальной (Г) поляризациях, рассчитанным с использованием базы судовых и островных радиозондовых данных в тропиках с учетом шумов радиометра. Алгоритмы настроены на оценку ветра в районах океана с температурой поверхности tо ≥ 25°C. В регрессионном алгоритме оценка W выполняется по ТЯВ,Г(ν) на ν = 6.9 и 10.7 ГГц. Получены соотношения между восстановленными и исходными значениями скорости ветра. В алгоритме, основанном на рассмотрении физики переноса излучения в СОА, ветер определяется по ТЯГ(11) и по ТЯВ(24) и ТЯВ(36) на ν = 23.8 и 36.5 ГГц, соответственно. Погрешности оценки ветра возрастают с ростом водозапаса облаков Q. Случаи с большим поглощением в атмосфере, обусловленные облачностью и осадками, фильтруются по величине поляризационной разности на ν = 36.5 ГГц ΔТЯ(36) = ТЯВ(36) - ТЯГ(36). В качестве пороговых значений приняты значения разности 15 К или 20 К. Приведены примеры применения алгоритма для восстановления поля приводного ветра в тропических циклонах.
Ключевые слова: яркостные температуры, коэффициент излучения морской поверхности, приводный ветер, паросодержание атмосферы, водозапас облаков, алгоритмы, AMSR-E, Aqua, тропические циклоны
Полный текстСписок литературы:
- Митник М.Л., Митник Л.М. Восстановление паросодержания атмосферы и водозапаса облаков над океаном по данным микроволнового зондирования со спутников DMSP, TRMM, AQUA и ADEOS-II // Исслед. Земли из космоса, 2006. № 4. C. 34-41.
- Митник М.Л., Митник Л.М. Алгоритм восстановления скорости приводного ветра по измерениям микроволнового радиометра AMSR-E со спутника Aqua // Исслед. Земли из космоса, 2011 (в печати).
- Aziz M.A., Reising S.C., Asher W.E. et al. Effects of air-sea interaction parameters on ocean surface microwave emission at 10 and 37 GHz // IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing, 2005. V. 43. № 8. P. 1763-1774.
- Bobylev L.P., Zabolotskikh E.V., Mitnik L.M., Mitnik M.L. Atmospheric water vapor and cloud liquid water retrieval over the Arctic Ocean using satellite passive microwave sensing // IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing, 2010. V. 49. № 1. P. 283-294.
- Cadeddu M.P. Evaluation of cloud liquid absorption models at 90 and 150 GHz // Abstracts of 11th Specialist Meeting on Microwave Radiometry and Remote Sensing of the Environment. 1-4 March 2010. Washington, DC. USA. P. 107.
- Cimini D., Nasir F., Westwater E.R. et al. Comparison of ground based millimeter-wave observations in the Arctic winter // IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing, 2009. V. 47. № 9. P. 3098-3106.
- Kneifel S., Crewell S., Löhnert U., Schween J. Investigating water vapor variability by ground-based microwave radiometry: Evaluation using airborne observations // IEEE Geoscience Remote Sensing Letters, 2009. V. 6. № 1. P. 157-161.
- Meissner T., Wentz F. The dielectric constant of pure and sea water from microwave satellite observations // IEEE Trans. Geoscience Remote Sensing, 2004. V. 42. № 9. P. 1836-1849.
- Meissner T., Wentz F.J. Wind vector retrievals under rain with passive satellite microwave radiometers // IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing, 2009. V. 47. P. 3065-3083, doi:10.1109/TGRS.2009.2027012.
- Mitnik L.M., Mitnik M.L. Retrieval of atmospheric and ocean surface parameters from ADEOS-II AMSR data: comparison of errors of global and regional algorithms // Radio Science, 2003. V. 38. № 4. 8065, doi: 10.1029/2002RS002659. P. 30-1 -30-10.
- Mitnik L.M., Mitnik M.L. AMSR-E advanced wind speed retrieval algorithm and its application to marine weather systems // Proc. IGARSS 2010, Hawaii, USA. P. 3224-3227.
- Mitnik L.M., Mitnik M.L, Zabolotskikh E.V. Microwave sensing of the atmosphere-ocean system with ADEOS-II AMSR and Aqua AMSR-E //J. Remote Sensing Society Japan, 2009. V. 29. № 1. P. 156-165.
- Payne V.H., Delamere J.S., Cady-Pereira K.E. et al. Air-broadened half-widths of the 22- and 183-GHz water-vapor lines // IEEE Trans. Geoscience Remote Sensing, 2008. V. 46. № 11. P. 3601-3617.
- Payne V., Cady-Pereira K., Moncet J.-L. Water vapor continuum absorption in the microwave // Abstracts of 11th Specialist Meeting on Microwave Radiometry and Remote Sensing of the Environment. 2010. Washington, DC. USA. P. 58.
- Shibata A. Features of ocean microwave emission changed by wind at 6 GHz // J. Oceanography, 2006a. V. 62. P. 321-330.
- Shibata A.A. Wind speed retrieval algorithm by combining 6 and 10 GHz data from Advanced Microwave Scanning Radiometer: Wind speed inside hurricanes // J. Oceanography, 2006b. V. 62. P. 351-359.
- Turner D.D., Cadeddu M.P., Löhnert U. et al. Modifications to the water vapor continuum in the microwave suggested by ground-based 150-GHz observations // IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing, 2009. V. 47. № 10. P. 3326-3337.
- Uhlhorn E.W., Black P.G., Franklin J.L., et al. Hurricane surface wind measurements from an operational Stepped Frequency Microwave Radiometer // Monthly Weather Review, 2007. V. 135. № 9. P. 3070-3085.