Документ 4853929

Представлен
обзор
существующих
и
планируемых к запуску в ближайшие годы космических
систем дистанционного зондирования атмосферы и
подстилающей
поверхности
Земли.
Даны
характеристики
радиометров
действующей
группировки
спутников
POES/NOAA,
исследовательских
систем
EOS/NASA
нового
поколения (Terra, Aqua, Aura), а также приборов
создаваемой США системы спутников NPOESS.
Обсуждаются задачи, решаемые с использованием
данных этих спутниковых систем, возможности этих
систем
при проведении регионального климатоэкологического
мониторинга.
Демонстрируются
изображения Земли, полученные радиометрами
AVHRR, MODIS, ASTER, RADARSAT, IRS, IKONOS.
Спутниковые данные, используемые в глобальных
моделях общей циркуляции атмосферы
(from Ohring at al., Adv Spase Res, 2002, v.30, 2433)
–HIRS sounder radiances
–MSU sounder radiances
–AMSU-A sounder radiances
–GOES sounder radiances
–GOES, Metensat, GMS winds
–GOES precipitable water
–SSM/I ocean surface wind speeds
–SSM/I precipitable water
–ERS-2 ocean surface wind vectors
–AVHRR SST
–AVHRR vegetation fraction
–AVHRR surface type
–Multi-satellite snow cower
–Multi-satellite sea ice
–SBUV/2 ozone profile and total ozone
–TOPEX/POSEIDON altimeter sea level
observations (ocean data assimilation)
HIRS — High Revolution Infrared Sounder
MSU — Microwave Sounding Unit
AMSU-A — Advanced Microwave Sounding Unit-A
GOES — Geostationary Operational Environmental Satellites
GMS — Geostationary Meteorology Satellite
AVHRR — Advanced Very High Resolution Radiometer
SSM/I — Special Sensor Microwave/Imager
ERS-2 — ESA Remotesensing Satellite-2 Scatterometer
SBUV/2 — Solar Backscatter Ultraviolet Spectrometer/2
TOPEX — Oceanic Topography Experiment
Движение Солнечной системы в Галактике
(from Frisch P. Adv. Space Res., 2004, v.34, 20)
План лекции
1. Проект СИЧ-1М (Россия-Украина)
2. Программа POES
3. Программа EOS
4. Программы NPP и NPOESS
5. Проект RADARSAT
6. Программа IRS
7. IKONOS
1. Проект «СИЧ-1М» (Россия - Украина)
Многозональное сканирующее устройство МСУ-ЭУ
видимого и ближнего ИК диапазонов
Спектральные диапазоны:
I - 0,5-0,6 мкм
II - 0,6-0,7 мкм
Ш - 0,8-0,9 мкм
Размер пикселя на местности (24 м  34 м) в надире.
Ширина полосы захвата — 48 км.
Режим работы – сеансный, время непрерывной работы – не более 17 мин.,
перерыв между сеансами – 83 мин.
Ось визирования прибора перенацеливается в плоскости орбиты на угол ±30°
от надира.
Многозональное сканирующее устройство малого
разрешения видимого и ближнего ИК спектральных
диапазонов МСУ-М
Спектральные диапазоны:
I - 0,5-0,6 мкм
II - 0,6-0,7 мкм
Ш - 0,7-0,8 мкм
IV - 0,8-1,1 мкм
Размер пикселя на местности - (1,7 км  2,8 км).
Ширина полосы захвата — 1930 км.
Оптико-микроволновый сканер (модуль температурновлажностного зондирования атмосферы и океана
комбинированный) МТВЗА-ОК
В составе МТВЗА-ОК имеется аппаратура дистанционного зондирования
СВЧ, видимого, среднего и дальнего ИК спектральных диапазонов.
Спектральные диапазоны СВЧ (ГГц) и поляризации:
6,9 (В, Г); 10,6 (В, Г); 18,7 (В, Г); 23,8 (В, Г); 31,5 (В, Г); 36,7 (В, Г); 42 (В, Г);
48 (В, Г); 52,8-57,29; 89 (В, Г); 183,31.
Спектральные диапазоны ВД (мкм):
0,37-0,45; 0,45-0,51; 0,58-0,68; 0,68-0,78.
Спектральные диапазоны ИК (мкм):
3,55-3,93; 10,4-11,5; 11,5-12,6.
Разрешение на местности (км):
СВЧ - 12-200;
ВД - 1,1; 4,0;
ИК - 1,1; 4,0.
Полоса захвата (для всех спектральных диапазонов) — 2000 км.
2. Программа POES (Polar –orbiting Operational
Environmental Satellites)
Авторы проекта:
National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)
Платформы:
NOAA – 12, 14, 15, 16, 17
Defense Meteorological Satellite Program (DMSP) system
Характеристика аппаратуры спутников NOAA-12,14
Прибор
Радиометр
AVHRR
З
о
н
д
T
O
V
S
Полоса
Разрешение,
обзора,
км
км
Спектральные каналы
0.58-0.68
мкм
0.725-1.0
мкм
3.55-3.93
мкм
10.3-11.3
мкм
11.4-12.4
мкм
1.1
3000
HIRS/2
20 каналов в диапазоне 0.69-14.95 мкм
17.4
2240
SSU
3 канала в диапазоне 669.99-668.36 см-1
147.3
1473.2
MSU
4 канала в диапазоне 50.3-57.05 ГГц
109.3
2347.2
Характеристика аппаратуры спутников
NOAA- 15, 16, 17
Прибор
Радиометр
AVHRR
Спектральные каналы
0.580.68
мкм
0.7251.0
мкм
3.553.93
мкм
10.311.3
мкм
З
о HIRS/3 20 каналов в диапазоне 0.69–14.95 мкм
н
д
A AMSU-A 15 каналов в диапазоне 23.8–89.0 ГГц
T
O
V
AMSU-B 5 каналов в диапазоне 89.0–183.3 ГГц
S
11.412.4
мкм
1.6
мкм
Разрешение,
км
Полоса
обзора,
км
1.1
3000
18.9
2240
48.0
2350
16.0
Изображение Алтайского края по данным AVHRR/NOAA
Каналы прибора HIRS/2 и их назначение
№ Канала
Длина волны, мкм
Назначение
1–7
14,95–13,95
Профиль температуры
8
11,11
Температура поверхности
9
9,71
Полное содержание озона
10–12
8,16–6,72
Профиль влажности
13–17
4,57–4,24
Профиль температуры
18–19
4,00; 3,76
Температура поверхности
20
0,69
Изображение территории
Характеристики каналов HIRS/3
№ Канала
Частота, см-1
Длина волны, мкм
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
669
680
690
703
716
733
749
900
1030
802
1365
1533
2188
2210
2235
2245
2420
2515
2660
14 500
14.95
14.71
14.49
14.22
13.97
13.64
13.35
11.11
9.71
12.47
7.33
6.52
4.57
4.52
4.47
4.45
4.13
4.00
3.76
0.69
(from Li et al. J. Appl. Meteor., 2000, v.39, 1248)
Чувствительность каналов HIRS/3 к изменению температурного
профиля атмосферы
(from Li et al. J. Appl. Meteor., 2000, v.39, 1248)
Характеристики каналов AMSU-A
№ Канала
Частота, МГц
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
23 800
31 400
50 300
52 800
53 596 ± 115
54 400
54 940
55 500
57 290.344 = fLO
fLO ± 217
fLO ± 322.2 ± 48
fLO ± 322.2 ± 22
fLO ± 322.2 ± 10
fLO ± 322.2 ± 4.5
89000
(from Li et al. J. Appl. Meteor., 2000, v.39, 1248)
Характеристики каналов AMSU-B
№ Канала
Частота, ГГц
16
17
18
19
20
89.0
150.0
183.31 ± 1.0
183.31 ± 3.0
183.31 ± 7.0
(from Li et al. J. Appl. Meteor., 2000, v.39, 1248)
Чувствительность каналов AMSU-A к изменению температурного
профиля атмосферы
(from Li et al. J. Appl. Meteor., 2000, v.39, 1248)
3. Программа EOS (Earth Observing System)
Авторы проекта:
National Aeronautic and Space Association (NASA)
Платформы:
Terra/EOS (18.12.1999)
Aqua/EOS (04.05.2002)
Aura/EOS (15.07.2004)
Состав аппаратуры Terra/EOS
• ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and
Refection Radiometer)
• CERES (Cloud and the Earth`s Radiant Energy System)
• MODIS (MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer)
• MOPITT (Measurements Of Pollution In The Troposphere)
• MISR (Multi-angle Imaging Spectroradiometer)
Что измеряют радиометры Terra?
Измеряемые характеристики
АТМОСФЕРА
Приборы
Облака
MODIS, MISR, ASTER
Радиационный баланс
CERES, MODIS, MISR
Химия тропосферы
MOPITT
Аэрозоль
MISR, MODIS
Профиль температуры
MODIS
Профиль влажности
MODIS
Альбедо ПП
MODIS, MISR, ASTER
ПОДСТИЛАЮЩАЯ Измерения растительности ПП
ПОВЕРХНОСТЬ Температура ПП
(ПП)
Пожары
MODIS, MISR, ASTER
Вулканы
MODIS, MISR, ASTER
Температура поверхности
MODIS
Фитопланктон
MODIS, MISR
Снежный покров
MODIS, ASTER
Ледовый покров
MODIS, ASTER
Измерение ледового покрова
ASTER
ОКЕАН
КРИОСФЕРА
MODIS, ASTER
MODIS, ASTER
Характеристики MODIS. Станция ЕОСкан в Барнауле
Данные MODIS, используемые в работе,
принимались станцией ЕОСкан ИТЦ «СканЭкс»
Отдела космического мониторинга в Барнауле
(5321 СШ, 8347 ВД).
Характеристика
каналов
MODIS и их назначение:
А – атмосферные исследования;
ПП – исследования свойств
подстилающей поверхности;
О
–
исследование
свойств
поверхности океанов;
ОЗ – измерение озона;
ПЖ – мониторинг лесных
пожаров.
No
Кан.
Длина волны
(нм)
Разрешение
в надире
Назначение
No
Кан.
Длина волны
(нм)
Разрешение
в надире
Назначение
1
2
620 – 670
841 – 876
250 м
250 м
А,ПП
А,ПП
3
4
5
6
7
459 – 479
545 – 565
1230 – 1250
1628 – 1652
2105 – 2155
500 м
500 м
500 м
500 м
500 м
ПП
ПП
ПП
А,ПП
О,А
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
26
405 – 420
438 – 448
483 – 493
526 – 536
546 – 556
662 – 672
673 – 683
743 – 753
862 – 877
890 – 920
931 – 941
915 – 965
1360 – 1390
1000 м
1000 м
1000 м
1000 м
1000 м
1000 м
1000 м
1000 м
1000 м
1000 м
1000 м
1000 м
1000 м
О
О
О
О
О
О
О
О
О
А
А
А
А
20
21
22
23
24
25
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
3660 – 3840
3929 – 3989
3929 – 3989
4020 – 4080
4433 – 4498
4482 – 4549
6535 – 6895
7175 – 7475
8400 – 8700
9580 – 9880
10780 – 11280
11770 – 12270
13185 – 13485
13485 – 13785
13785 – 14085
14085 – 14385
1000 м
1000 м
1000 м
1000 м
1000 м
1000 м
1000 м
1000 м
1000 м
1000 м
1000 м
1000 м
1000 м
1000 м
1000 м
1000 м
О,ПП
ПЖ
А,ПП
А,ПП
А
А
А
А
ПП
ОЗ
А,ПП
А,ПП
А,ПП,
А
А
А
Территория, покрываемая MODIS/Terra в дневное время
Изображение Алтайского края по данным MODIS/Terra
Пустыня Гоби
Аральское море
Тибет, Гималаи