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. 2012. Т. 9. №1. С. 22-31

Методика изучения структуры радиотеплового поля Земли, основанная на процедуре Такенса

Н.М. Астафьева , М.Д. Раев , Г.Р. Хайруллина 
Институт космических исследований РАН, (ИКИ РАН), 117997 Москва, Профсоюзная 84/32
Межгодовые колебания радиотеплового поля Земли изучаются на основе данных микроволнового спутникового мониторинга на частотах, содержащих информацию о распределении влаго- и водозапаса тропосферы (по ежесуточным радиотепловым полям из электронной коллекции ИКИ РАН GLOBAL-Field, http://www.iki.rssi.ru/asp). Анализ пространственно-временной структуры радиотеплового поля проведен с помощью методики, основанной на процедуре Такенса. Идея анализа случайных сигналов с целью реконструкции свойств порождающих их источников (процессов), впервые изложенная в (Takens F. Lect. Notes Math. 1981. №899. P. 366-381) и развитая в (Grassberger P., Procaccia I. Phys. Rev. Lett. 1983. V. 50. №5. P. 346-349), состоит в построении диагностики на основе анализа конкретной достаточно длинной, но конечной временной реализации исследуемого физического процесса. В настоящей работе представлена методика, основанная на процедуре Такенса, и результаты ее применения для анализа пространственно-временной структуры радиотеплового поля Земли. С помощью предлагаемой методики (и фильтрации разных временных масштабов - меньше года и годовых) изучены межгодовые изменения радиотеплового поля. Выявлена широтная структура годовых циклов и квазидвухлетних колебаний в тропосфере. Сравнение с результатами, полученными другими методами (вейвлет-преобразование, в частности) показало хорошее согласие результатов и эффективность методики, основанной на процедуре Такенса.
Ключевые слова: межгодовые колебания, тропосфера Земли, микроволновый спутниковый мониторинг, глобальное радиотепловое поле, процедура Такенса
Полный текст

Список литературы:

  1. Grassberger P., Procaccia I. (1983) Characterization of Strange Attractors // Phys. Rev. Lett., 1983. V. 50. №5. P. 346-349.
  2. Daubechies I. (1991) Ten lectures on wavelets // CBMS Lecture Notes Series. SIAM. Philadelphia. 1991. 136 p. (Добеши И. Десять лекций по вейвлетам. Москва - Ижевск, 2001).
  3. Doyle J. F. A. (1997) Wavelet deconvolution method for impact force identification // Experimental Mechanics. 1997. V. 37. № 4. P. 403-408.
  4. Takens F. (1981) Detecting strange attractors in turbulence // Lecture Notes in Mathematics, 1981. №899. Р. 366-381.
  5. Астафьева Н.М. (1996) Вейвлет-анализ: основы теории и примеры применения // Успехи физических наук, 1996. Т. 166. № 11. С. 1145-1170.
  6. Астафьева Н.М., Раев М.Д., Шарков Е.А. (2006) Глобальное радиотепловое поле системы океан - атмосфера по данным микроволновых космических комплексов // Исследование Земли из космоса. 2006. № 3. С. 64-69.
  7. Малинецкий Г.Г., Потапов А.Б. (2000) Современные проблемы нелинейной динамики. М.: Эдиториал УРСС, 2000. 336 с.
  8. Хайруллина Г.Р., Астафьева Н.М. (2010а) Квазидвухлетние колебания в структуре радиотеплового поля над Атлантическим океаном по данным микроволнового спутникового мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2010. Т. 7. № 3. С. 53-61.
  9. Хайруллина Г.Р., Астафьева Н.М. (2011а) Широтно-временная структура квазидвухлетних колебаний радиотеплового поля (тропосферы) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2011. Т. 8. № 1. С. 271-279.
  10. Хайруллина Г.Р., Астафьева Н.М. (2011б) Квазидвухлетние колебания радиотеплового поля тропической зоны Атлантики // Исследования Земли из космоса, 2011. № 4. С. 78-84.