Распространение солнечного излучения в системе ”атмосфера + подстилающая поверхность Земли”

2. Рассмотрены алгоритмы измерения характеристик системы «атмосфера – подстилающая поверхность Земли» с использованием данных спектрорадиометра MODIS/( Terra, Aqua) и ИК- и СВЧ-радиометров спутника Aqua. Излагаются методы измерения аэрозольной оптической толщины атмосферы в видимом диапазоне длин волн, количества водяного пара и общего содержания озона в атмосфере, температурного профиля атмосферы, характеристик подстилающей поверхности. Обсуждается постановка проблемы атмосферной коррекции и подходы к ее решению при зондировании Земли спектрорадиометром MODIS. Значительное место уделено обсуждению результатов валидации изложенных алгоритмов, сопоставлению достигнутых точностей измерения основных параметров системы «атмосфера – подстилающая поверхность Земли» с точностями, требуемыми современными климатическими моделями.

3. План лекции • Распространение солнечного излучения в системе ”атмосфера + подстилающая поверхность Земли” • Алгоритм определения количества водяного пара в атмосфере • Алгоритм определения аэрозольной оптической толщины атмосферы • Маскирование облачности • Валидация данных космического мониторинга • Результаты мониторинга • Мониторинг снежного покрова • Мониторинг термальных аномалий • NDVI • Оценка скорости ветра с использованием данных MODIS/Terra и MODIS/Aqua

9. 3. Алгоритм определения аэрозольной оптической толщины атмосферы или (тёмные поверхности) При Kaufman Y. J. et. al. // J. Geophys. Res., 1997, v. 102, № D14, p.17051 Remer L. A. et. al. // J. Geophys. Res., 1998, v. 103, № D12, p.13859 King M. D. et. al. // Bull. Amer. Meteor. Society, 1999, v. 80, №11, p. 2229

10. Этап 1.Поиск тёмных пикселов в анализируемой области изображения поверхности суши 10км х 10 км и определение КСЯ поверхности Если , то , , Этап 2.Оценка аэрозольной оптической толщины для области 10 x 10 км с использованием континентальной модели аэрозоля

11. Этап 3.Определение модели аэрозоля • аридная модель; • «городская» модель или модель аэрозоля при сжигании биомассы («дымовая»); • смешанная модель(«городская» +«дымовая»+ аридная).

12. Этап 4.Определение оптической толщины τα(λ)для установленной на этапе 3 модели аэрозоля с использованием справочных таблиц PGE04.

13. Микрофизические и оптические параметры базовых моделей аэрозоля

14. Индикатриса рассеяния

15. Reflectance, ch_1; ch_3 Reflectance, ch_7 Reflectance ch_1; ch_3 versus ch_7

16. Reflectance ch_1; ch_3 versus ch_7

17. 4. Маскирование облачности Маска облачности строится с использованием PGE03. Каналы: 1, 2, 4-7, 17-20, 22, 26 - 29, 31 - 33, 35. • Ackerman S. et al. Discriminating clear-sky from cloud with MODIS. ATBD (MOD35), 2002; • PGE03(http://directreadout.gsfs.nasa.gov/download_technology/inst_algoritms.cfm).

18. Антициклон 4 декабря 2002 года

19. Маска облачности для сцены 04.12.2002 г. • clear-sky (99%) • clear-sky (95%) • clear-sky (66%) • cloud

20. Маска облачности для сцены 04.12.2002 г. (Бит14) • clear-sky • cloud

21. Маска облачности для сцены 04.12.2002 г. (Бит16) • clear-sky • cloud

22. Маска облачности для сцены 04.12.2002 г. (Бит19) • clear-sky • cloud

23. 5. Валидация данных космического мониторинга Полное количество водяного пара в атмосфере W(см). Сопоставление данных MODIS с данными станций сети AERONET (Москва, Томск, Красноярск, Далан–Дзадгад). Октябрь 2003 г. W(см), MODIS http://aeronet.gsfc.nasa.gov W(см), AERONET

24. Water vapor in the atmosphere NIR versus IR

25. Сопоставление АОТ (0,47 мкм), полученных с использованием MODIS, с результатами станций сети AERONET

26. Сопоставление АОТ (0,67 мкм), полученных с использованием MODIS, с результатами станций сети AERONET

27. Сопоставления альбедо однократного рассеяния, установленные по данным измерений сети AERONET, с альбедо базовых моделей аэрозоля, используемых при построении справочных таблиц кода PGE 04 для MODIS