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 климато- экологического 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)

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 План лекции

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. 1. Проект «СИЧ-1М» (Россия - Украина)

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. Многозональное сканирующее устройство малого разрешения видимого и ближнего ИК спектральных диапазонов МСУ-М

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 ; ВД - 1,1; 4,0; ИК - 1,1; 4,0. Полоса захвата (для всех спектральных диапазонов) 2000 км. Оптико-микроволновый сканер (модуль температурно- влажностного зондирования атмосферы и океана комбинированный) МТВЗА-ОК

Авторы проекта: National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Платформы: NOAA – 12, 14, 15, 16, 17 Defense Meteorological Satellite Program (DMSP) system 2. Программа POES (Polar –orbiting Operational Environmental Satellites)

Прибор Спектральные каналы Разрешение, км Полоса обзора, км Радиометр AVHRR мкм мкм мкм мкм мкм Зонд Зонд TOVS TOVSЗонд Зонд TOVS TOVS HIRS/2 20 каналов в диапазоне мкм SSU 3 канала в диапазоне см MSU 4 канала в диапазоне ГГц Характеристика аппаратуры спутников NOAA-12,14

Характеристика аппаратуры спутников NOAA- 15, 16, 17 Прибор Спектральные каналы Разрешение, км Полоса обзора, км Радиометр AVHRR мкм мкм мкм мкм мкм 1.6 мкм Зонд Зонд ATOVSATOVSЗонд Зонд ATOVSATOVS HIRS/3 20 каналов в диапазоне 0.69–14.95 мкм AMSU-A 15 каналов в диапазоне 23.8–89.0 ГГц AMSU-B 5 каналов в диапазоне 89.0–183.3 ГГц 16.0

Изображение Алтайского края по данным AVHRR/NOAA

Каналы прибора HIRS/2 и их назначение Канала Канала Длина волны, мкм Назначение 1–714,95–13,95 Профиль температуры 811,11 Температура поверхности 99,71 Полное содержание озона 10–12 8,16–6,72 Профиль влажности 13–174,57–4,24 Профиль температуры 18–19 4,00; 3,76 Температура поверхности 200,69 Изображение территории

Канала Канала Частота, см -1 Длина волны, мкм Характеристики каналов HIRS/3 (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)

Канала Канала Частота, МГц ± = fLO fLO ± 217 fLO ± ± 48 fLO ± ± 22 fLO ± ± 10 fLO ± ± Характеристики каналов AMSU-A (from Li et al. J. Appl. Meteor., 2000, v.39, 1248)

Канала Канала Частота, ГГц ± ± ± 7.0 Характеристики каналов AMSU-B (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)

Авторы проекта: National Aeronautic and Space Association (NASA) Платформы: Terra/EOS ( ) Aqua/EOS ( ) Aura/EOS ( ) 3. Программа EOS (Earth Observing System)

ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Refection Radiometer) ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Refection Radiometer) CERES (Cloud and the Earth`s Radiant Energy System) CERES (Cloud and the Earth`s Radiant Energy System) MODIS (MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer) MODIS (MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer) MOPITT (Measurements Of Pollution In The Troposphere) MOPITT (Measurements Of Pollution In The Troposphere) MISR (Multi-angle Imaging Spectroradiometer) MISR (Multi-angle Imaging Spectroradiometer) Состав аппаратуры Terra/EOS

Что измеряют радиометры Terra? Измеряемые характеристики Приборы АТМОСФЕРА Облака MODIS, MISR, ASTER Радиационный баланс CERES, MODIS, MISR Химия тропосферы MOPITT Аэрозоль MISR, MODIS Профиль температуры MODIS Профиль влажности MODIS ПОДСТИЛАЮЩАЯ ПОВЕРХНОСТЬ (ПП) Альбедо ПП MODIS, MISR, ASTER Измерения растительности ПП MODIS, MISR, ASTER Температура ПП MODIS, ASTER Пожары Вулканы MODIS, MISR, ASTER ОКЕАН Температура поверхности MODIS Фитопланктон MODIS, MISR КРИОСФЕРА Снежный покров MODIS, ASTER Ледовый покров MODIS, ASTER Измерение ледового покрова ASTER

Характеристика каналов MODIS и их назначение: 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 Назна-чениеNo Кан. Длина волны (нм)Разрешение в надире Назна-чение – – м А,ППА,ПП – – – – – – – – – – – – – – – м О,ПППЖА,ППА,ППААААППОЗА,ППА,ППА,ПП,ААА – – – – – м ППППППА,ППО,А – – – – – – – – – – – – – м ОООООООООАААА Данные MODIS, используемые в работе, принимались станцией ЕОСкан ИТЦ «Скан Экс» Отдела космического мониторинга в Барнауле (53 21 СШ, ВД). Характеристики MODIS. Станция ЕОСкан в Барнауле

Территория, покрываемая MODIS/Terra в дневное время

Изображение Алтайского края по данным MODIS/Terra

Пустыня Гоби

Аральское море

Тибет, Гималаи