18. Определение физических параметров атмосферы и океана

Определение физических параметров атмосферы и океана
методом вариационного усвоения данных спутниковых
измерений в ИК-диапазоне.
Чавро А.И., Уваров Н.В.
Докладчик: Чавро Анатолий Иванович.
Чавро А.И.
Институт вычислительной математики РАН
Россия, 119991, Москва, ГСП-1, ул.Губкина 8
телефон: (095) 938-39-17
факс: (095) 938-18-21
E-mail: chavro@inm.ras.ru
Сайт в интернете: http://inm.ras.ru
Уваров Н.В.
Московский физико-технический институт
Россия, 141700, Московская обл., г.Долгпрудный,
Институтский переулок 9
телефон: (095) 938-39-17
факс: (095) 938-18-21
E-mail: nick020@mail.ru
Сайт в интернете: http://www.mipt.ru
Секция: 2. Физика климатической системы.
Для успешного изучения состояния и развития климатической
системы необходимы достаточно совершенные вычислительноинформационные технологии. Такие технологии должны включать
наблюдения за состоянием климатической системы на больших
пространственно-временных масштабах, что возможно только при
использовании спутниковых систем. В связи с этим необходимо
совершенствовать методы обработки и интерпритации спутниковой
информации.
В
данной
работе
предлагается
методика
одновременного определения вертикальных профилей температуры
и влажности атмосферы, температуры поверхности океана и
скорости приводного ветра, основанная на спектрально-угловых
спутниковых измерениях в ИК-диапазоне спектра. Методика
предполагает учет основных физических факторов, определяющих
трансформацию инфракрасного излучения в системе “океанатмосфера”. Для уменьшения размерности задачи вертикальные
профили температуры и влажности представлены в виде рядов
Фурье по эмпирическим ортогональным функциям. Излучательная
способность водной поверхности при заданных длине волны и угле
визирования представляется как функция скорости приводного
ветра, что дало возможность поставить задачу определения скорости
приводного
ветра.
Обратная
задача
решается
методом
вариационного усвоения данных наблюдений. Приведены
результаты численных экспериментов. Вначале моделировались
измеряемые на спутнике функционалы со случайной ошибкой
измерений ~0.1К по радиационной температуре, затем решалась
обратная задача. Показано, что предложенный метод позволяет
восстановить профили температуры и удельной влажности
атмосферы, а также температуру поверхности океана и скорость
приводного ветра с точностями соответственно 1.5К; 0.33г/кг; 0.56К;
0.5м/сек соответственно. Данная методика может быть реализована
на современных спутниковых системах.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант 0105-64571).