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.
Download ReportTranscript 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.
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 (5321 СШ, 8347 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