Исследование параметров водной поверхности и влагосодержания атмосферы по многочастотным измерениям уходящего радиотеплового излучения

• Автор: Матросов, Сергей Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 198 c. : ил

Глава I. Радиационно-метеорологическая модель системы

океан-атмосфера в микроволновом диапазоне

1.1. Оптические характеристики атмосферных газов в микроволновом диапазоне

1.2. Оптические характеристики гидрометеоров в микроволновом диапазоне

1.3. Излучательные и отражательные свойства взволнованной водной поверхности

1.4. Аппроксимационные формулы для расчета оптических толщин активных в радиодиапазоне компонентов атмосферы

Глава 2. Перенос поляризованного радиотеплового излучения

в рассеивающей атмосфере

2.1. Решение общего интегро-дифференциального уравнения переноса излучения

2.2. Анализ решения прямой задачи переноса радиотеплового излучения в рассеивающей атмосфере
2.3. Приближенные методы решения уравнения переноса излучения в микроволновом диапазоне
Глава 3. Определение параметров поверхности океана и
влагосодержания атмосферы по измерениям характеристик уходящего радиотеплового излучения
3.1. Регуляризационный метод определения параметров атмосферы и океана по многочастотным СВЧ-радио-метрическим измерениям

3.2. Выбор начальных приближений и априорных неопределенностей искомых параметров
Глава 4. Оценка точности восстановления параметров системы океан-атмосфера и выбор оптимальных длин волн зондирования
4.1. Факторы, влияющие на точность восстановления искомых параметров
4.2. Точность определения искомых параметров и оптимальные длины волн зондирования в приближении "чистого поглощения”
4.3. Оценка точности определения искомых параметров
и оптимальных длин волн зондирования регуляриза
ционными методами*
Глава 5. Определение параметров системы океан-атмосфера по экспериментальным данным СВЧ-радиометрического зондирования
5.1. Определение искомых параметров по данным эксперимента САМЗКС
5.2. Определение искомых параметров по данным Черноморского эксперимента 1979 года
Заключение
Литература
Приложение

Актуальность темы» В настоящее время в гидрометеорологии все более интенсивно развиваются и используются дистанционные методы определения параметров системы атмосфера-подстилающая поверхность, основанные на интерпретации данных измерений собственного излучения Земли и ее атмосферы с борта летательных аппаратов, в том числе искусственных спутников Земли (ИСЗ). Эти измерения проводятся в различных диапазонах электромагнитного спектра, а искомые параметры определяются из решения так называемых обратных задач атмосферной оптики /46/. Широкие возможности получения регулярной и оперативной информации об атмосфере и подстилающей поверхности в глобальном масштабе, малые энергозатраты, отсутствие воздействия на окружающую среду характеризуют пассивные измерения с ИСЗ. Спутниковые данные дополняют комплекс гидрометеорологических наблюдений, проводимых традиционными методами, внося большой вклад в улучшение анализа погодообразугощих процессов и климата. Особенно большое значение имеет мониторинг гидрометеопараметров над обширными зонами океанов, где обычные наблюдения отсутствуют или недостаточны.
Микроволновый диапазон электромагнитного спектра, в котором измеряется радиотепловое излучение (РТИ) системы атмосфера-под-стилающая поверхность, имеет ряд особенностей и преимуществ по сравнению с другими диапазонами, используемыми для дистанционного зондирования.
В коротковолновой части этого диапазона (Д< 1.5 см) имеется ряд одиночных резонансных линий и полос поглощения водяного пара и молекулярного кислорода, пригодных для термического зондирования, определения влагозапаса атмосферы (общего содержания парообразной воды в столбе атмосферы единичного сечения) и

ру поворота имеет вид:
(н (-У)}
$сп2у -0.!ї*иі 2у
&П2У соу2У (Ш*л2 У
&п?у -іся2у (ЮрУ
0 0 і
Исходя из общих законов отражения электромагнитных волн от плоской границы раздела двух сред с различными диэлектрическими свойствами /22/, легко находится матрица, соответствующая оператору отражения:
‘ ООО

<2^0,2

(1.32)
есо*Х+Уе-ШХ ’ ^%+Уе-^Х
Учитывая вышесказанное, выражения для коэффициентов излучения
(1.33)
можно представить: ъ/гПГ
^/2° П*
£еМ)=1~ж%/]}(&», % )ж9* ЯЬ-)&2%) с10. п)

где №И - ет (р--ЦЬ) , а£рсх) определяется формулами (1.19)( о1бл .