содержание диссертации
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПАРАМЕТРЫ, ОПРЕДЕЛЯЕМЫЕ МЕТОДАМИ СПУТНИКОВОЙ СВЧ-РАДИОМЕТРИИ И ИХ ВЗАИМОСВЯЗЬ С ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ТЕПЛОВОГО И ДИНАМИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОКЕАНА И АТМОСФЕРЫ
1.1. Пути использования спутниковых СВЧ- и ИК-радиометрических измерений для анализа тепловых потоков на границе раздела океана и атмосферы
1.2. Параметры теплового и динамического взаимодействия океана и атмосферы, непосредственно определяемые спутниковыми СВЧ-радиометричсскими методами
1.3. Возможности использования спутниковых СВЧ-радиометрических методов для определения метеопараметров приводного слоя атмосферы
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СВЧ- И ИК-ИЗЛУЧЕНИЯ СОА И АНАЛИЗ ИХ ВЗАИМОСВЯЗИ С ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ТЕПЛОВОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОКЕАНА И АТМОСФЕРЫ
2.1. Чувствительность поля СВЧ- и ИК-излучения СОА к мезометеорологическим колебаниям интенсивности тепловлагообмена между пограничными слоями океана и атмосферы [87]
2.2. Взаимосвязь яркостной температуры СОА с интенсивностью теплового взаимодействия океана и атмосферы в синоптическом диапазоне временных масштабов [27, 28]
2.3. Взаимосвязь интенсивности собственного излучения СОА в СВЧ- и ИК-диапазонах с климатическими разностями температур воды и воздуха [26]
2.4. Яркостная температура СОА как характеристика сезонной и межгодичной динамики теплового взаимодействия океана и атмосферы [24, 25]
ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОСВЯЗИ ЯРКОСТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ СОА С ИНТЕНСИВНОСТЬЮ ТЕПЛОВОГО И ДИНАМИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОКЕАНА И АТМОСФЕРЫ НА СИНОПТИЧЕСКИХ МАСШТАБАХ И НЕКОТОРЫЕ РЕУЛЬТАТЫ ИХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Использование формул тепловлагообмена между океаном и атмосферой при усвоении спугниковых СВЧ-радиометрических измерений (по данным эксперимента АТЛАНТЭКС-90) [86]
4
18
18
24
32
41
41
47
59
66
70
70
3.2. Экспериментальное исследование взаимосвязи яркостной температуры с синоггппескимн потоками тепла и импульса (по данным экспериментов АТЛАНТЭКС-90 и НЫОФАЭКС-88) [28, 29]
3.3. Зксперимсіггальное исследование взаимосвязи яркостной температуры с параметрами СОА во фронтальных зонах [31]
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕПЛОВОГО И ДИНАМИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОКЕАНА И АТМОСФЕРЫ НА СЕЗОННЫХ И КЛИМАТИЧЕСКИХ МАСШТАБАХ С ПОМОЩЬЮ РАДИОМЕТРА ББМ/І
4.1. Спутниковые оценки среднемесячных значений яркостной температуры СОА, интегральных параметров атмосферы и скорости приводного веіра
4.2. Оценки среднемесячных значений тепловых потоков в Северной Атлатгшке по данным измерений радиометра ББМТ ИСЗ Ь-08
4.3. Оценки многолетшїх (климатических) вариаций тепловых потоков в Северной Атлангаке по данным измерений радиометра ББМЯ спутников ПМБР [32]
ГЛАВА 5. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПЕРСПЕ1СГИВНЫХ СПУТНИКОВЫХ СВЧ-РАДИОМЕТРИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АНАЛИЗА ХАРАКТЕРИСТИК ТЕПЛОВОГО И ДИНАМИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОКЕАНА И АТМОСФЕРЫ
5.1. Радиометр МТВЗА ИСЗ Мстсор-ЗМ и его возможности [117]
5.2. Проект создания российского океанологического специализированного ИСЗ "РОСС-1"
5.3. Другие спутниковые проекты, перспективные для изучения проблем взаимодействия океана и атмосферы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
В диссертации исследуются возможности применения спутниковых СВЧ-радиомстрических (радиотсплолокационных) методов для анализа теплового и динамического взаимодействия океана и атмосферы на различных масштабах времени -мезометеорологических (часы, сутки), синоптических (недели), сезонных (месяцы) и многолетних (6-10 лет). Выявлены основные механизмы взаимосвязи интенсивности собственного СВЧ-излучения системы океан-атмосфера (СОА) с процессами тепловлагообмена на границе раздела системы, а также продемонстрированы потенциальные возможности использования данных СВЧ-радиометрических измерений с ИСЗ для оценки характеристик адвекции и аккумуляции тепла в пограничном слое атмосферы. В качестве приоритетных областей океана для решения этих задач выбраны средние и высокие широты Северной Атлантики, оказывающие сильное влияние на погодные условия и климатические тенденции в Европе и европейской территории России.
Актуальность проблемы. Разработка методов анализа взаимодействия океана и атмосферы как фактора годового хода и межгодовой изменчивости климата является важным аспектом исследований с точки зрения международных программ, таких как Всемирная программа исследований климата (ВПИК), Международная геосферно-биосферная программа (МГБП), Global Change Research Program, Earth Observing System (EOS), Climate Variability' and Predictability (CLIVAR). Актуальность этой тематики для национальных интересов России отражена в разделе 3 Федеральной целевой программы "Исследования природы Мирового океана", а также в разделе 10 "Создание единой общегосударственной системы информации об обстановке в Мировом океане". Резкое сокращение в нашей стране экспедиционных судовых исследований Мирового океана выдвигает спутниковые средства в ряд наиболее перспективных для решения этой проблемы. К тому же судовые и буйковые средства в принципе не обеспечивают необходимую для системы глобальных наблюдений пространственную частоту' и временную регулярность измерений.
В 80-х и 90-х годах накоплен определенный опыт использования методов спутниковой СВЧ- и ИК-радиометрии для анализа теплового взаимодействия между океаном и атмосферой на основе данных радиометров SSMR (ИСЗ NIMBUS 7), SSM/I (DMSP) и AVHRR (NÖAA). Разработаны и апробированы методы определения среднемесячных значений потоков скрытого (латентного) тепла на границе раздела океана и атмосферы и их
4
сезонной изменчивости, основанных на существовании прямых либо косвенных соотношений между яркостной температурой, измеряемой с ИСЗ, и такими компонентами тепловых потоков, как температура поверхности океана, температура, влажность и скорость ветра в приводном слое атмосферы. Позже были проведены исследования возможностей использования этих методов на основе данных измерений радиометра $8М/1 для оценки потоков скрытого тепла на синоптических временных масштабах, однако их результаты оказались не столь обнадеживающими. На сегодняшний день можно констатировать, что существует ряд существенных пробелов в исследованиях реальных и потенциальных возможностей СВЧ-раднометрических методов анализа характеристик теплового и динамического взаимодействия океана и атмосферы с ИСЗ:
• используемые методы базируются на формулах тепловлагообмена (балк-формулах), включающих в расчеты тепловых потоков температуру и влажность приводного слоя атмосферы, которые лишь косвенно связан с яркостной температурой системы океан-атмосфера (СОА);
» в качестве характеристик, связывающих яркостную температуру СОА в СВЧ-диапазоне с тепловыми потоками, рассматриваются исключительно влажностные (интегральные) характеристики атмосферы, регистрируемые спутниковыми СВЧ-радиометрами в области резонансного поглощения водяного пара;
• соотношения между яркостной температурой и тепловыми потоками статичны в том смысле, что они опираются на обобщенные (многолетние) регрессии между данными наблюдений интегральных и приводных значений влажности, которые не учитывают вклад различных механизмов переноса тепла и влаги в атмосфере (вергикальный диффузионный, горизонтальный (адвективный), либо иной другой);
Что еше более важно, в мировой практике дистанционного зондирования до сих пор не рассматривались возможности использования данных спутниковых СВЧ-радиометрических измерений для решения такой важной для океанологов и климатологов задачи как анализ характеристик теплового взаимодействия океана и атмосферы со фронтальных зонах, где обычно нарушаются условия корректного использования балк-формул. Остаются неясными до сих пор возможности использования спутниковых СВЧ-радиометрических методов для анализа энергетических и циркуляционных характеристик пограничного слоя атмосферы и оценки их влияния на процессы тепловлагообмена на границе раздела СОА. Наконец, вне поля зрения специалистов по дистанционному зондированию Мирового океана СВЧ- и ИК-радиометрическими и другими средствами остается важнейшая проблема, связанная с
5
исследованием роли (первичности) океана и атмосферы в тепловом и динамическом взаимодействии между ними на различных пространственных и временных масштабах.
Перечисленные задачи и проблемы в той или иной степени являются предметом исследования диссертационной работы.
Цели работы. Усилия автора были направлены на разрабо'гку физических основ и методов определения вертикальных турбулентных потоков тепла в явной и скрытой (латентной) формах в диапазоне временных масштабов сутки, месяцы, сезоны, годы с помощью спутниковых измерений характеристик собственного СВЧ-излучения СОА в диапазонах сантиметровых (см) и миллиметровых (мм) длин волн, широко используемых на современных ИСЗ.
С этой целью в работе решались следующие задачи:
• изучение механизмов формирования взаимосвязи между характеристиками собственного СВЧ- излучения СОА и интенсивностью тепловлагообмена на границе раздела океана и атмосферы;
• поиск участков спектра, в которых поддерживается наиболее тесная связь между измеряемой с ИСЗ яркостной температуры СОА и вертикальными турбулентными потоками явного, скрытого тепла и импульса на границе раздела системы на различных временных масштабах;
• исследование возможностей использования спутниковых СВЧ-радиометрических методов для анализа характеристик теплового и динамического взаимодействия океана и атмосферы во фронтальных зонах океана;
• исследование возможностей использования данных спутниковых СВЧ-радиометрических измерений для оценки вклада океана и атмосферы в их тепловое взаимодействие на различных временных масштабах.
Важной задачей при этом стало изучение механизмов реагирования (отклика) поля собственного излучения СОА на изменения тепловых свойств воздуха в приводном слое и в слое турбулентности (пограничном слое) атмосферы, включая поиск участков спектра (длин волн), а также масштабов временного и пространственного усреднения спутниковых данных, при которых поддерживается наиболее тесная связь между измеряемой с ИСЗ яркостной температуры СОА и интенсивностью тепловлагообмена на границе раздела системы.
Положения и основные результаты, выдвигаемые на защиту.
1. Яркостная температура собственного СВЧ-излучения СОА. измеряемая с ИСЗ в областях резонансного поглощения водяного пара (1,35 см) и молекулярного кислорода атмосферы
6
(5 мм), позволяет количественно оценивать интенсивность вертикальных турбулентных потоков явного и скрытого тепла в ''пленочном" для спутниковых масштабов - приводном слое воздуха на различных масштабах времени. Параметрами, связывающими интегральные потоки излучения в СОА с локальными потоками тепла и влаги в приводном и пограничном слое атмосферы, являются интегральное (общее) влагосодержанис атмосферы и ее температура.
2. Изменчивость температуры и влажности приводного и пограничного слоев атмосферы по сравнению с более консервативным пограничным слоем океана служат болсс надежным сигналом для поля собственного СВЧ-излучения системы океан-атмосфера при анализе характеристик теплового взаимодействия океана и атмосферы на синоптических масштабах времени. Влияние тепловой энергии океана (в более узком смысле -температуры его поверхности) на яркостную температуру СОА как характеристику интенсивности теплового взаимодействия океана и атмосферы необходимо учитывать, начиная лишь с сезонных и климатических временных масштабов.
3. Связь яркостной температуры СОА с интенсивностью вертикальных турбулентных потоков на Гранине раздела в средних и высоких широтах океана формируется главным образом за счет горизонтальных движений (адвекции) тепла и влаги в пограничном слое атмосферы; яркостные контрасты, обусловленные этим механизмом, на порядок превышают эффект вертикального переноса тепловой энергии за счет турбулентной диффузии тепла и влаги в пограничном слое атмосферы.
4. Связь яркостной температуры СОА с интенсивностью динамического взаимодействия океана и атмосферы в виде потоков импульса (количества движения) на границе раздела проявляется наиболее четко б сантиметровом диапазоне длин волн благодаря чувствительности излучательных характеристик к ветровому состоянию поверхности океана, определяемому степенью ее шероховатости и интенсивностью пенообразований. Достоверность результатов работ подтверждается путем сопоставления спутниковых
СВЧ-радномстричсских оценок параметров СОА. с данными прямых (контактных) измерений, а также их повторяемостью в различных зонах океана в различные периоды времени (сезоны, годы). В частности, для обоснования и валидации возможностей спутниковых СВЧ-радиометрических методов анализа теплового взаимодействия океана и атмосферы на мезометорологических и синоптических масштабах автором выдвинута и реализована идея совместного анализа данных экспериментов НЬЮФАЭКС-88 и АТЛАНТЭКС-90 на НИСП "В. Бугаев", "Муссон", "Волна" в Северной Атлантике и
7
(5 мм), позволяет количественно оценивать интенсивность вертикальных турбулентных потоков явного и скрытого тепла в ''пленочном" для спутниковых масштабов - приводном слое воздуха на различных масштабах времени. Параметрами, связывающими интегральные потоки излучения в СОА с локальными потоками тепла и влаги в приводном и пограничном слое атмосферы, являются интегральное (общее) влагосодержание атмосферы и ее температура.
2. Изменчивость температуры и влажности приводного и пограничного слоев атмосферы по сравнению с более консервативным пограничным слоем океана служат более надежным сигналом для поля собственного СВЧ-излучения системы океан-атмосфера при анализе характеристик теплового взаимодействия океана и атмосферы на синоптических масштабах времени. Влияние тепловой энергии океана (в более узком смысле -температуры его поверхности) на яркостную температуру СОА как характеристику интенсивности теплового взаимодействия океана и атмосферы необходимо учитывать, начиная лишь с сезонных и климатических временных масштабов.
3. Связь яркостнон температуры СОА с интенсивностью вертикальных турбулентных потоков на границе раздела в средних и высоких широтах океана формируется главным образом за счет горизонтальных движений (адвекции) тепла и влаги в пограничном слое атмосферы; яркостные контрасты, обусловленные этим механизмом, на порядок превышают эффект вертикального переноса тепловой энергии за счет турбулентной диффузии тепла и влаги в пограничном слое атмосферы.
4. Связь яркостной температуры СОА с интенсивностью динамического взаимодействия океана и атмосферы в виде потоков импульса (количества движения) на границе раздела проявляется наиболее четко в сантиметровом диапазоне длин волн благодаря чувствительности излучатсльных характеристик к ветровому состоянию поверхности океана, определяемому' степенью ее шероховатости и интенсивностью пенообразований. Достоверность результатов работ подтверждается путем сопоставления спутниковых
СВЧ-радиомстричсскнх оценок параметров СОА с данными прямых (контактных) измерений, а также их повторяемостью в различных зонах океана в различные периоды времени (сезоны, годы). В частности, для обоснования и валидации возможностей спутниковых СВЧ-радиометрических методов анализа теплового взаимодействия океана и атмосферы на мезометорологических и синоптических масштабах автором выдвинута и реализована идея совместного анализа данных экспериментов НЬЮФАЭКС-88 и АТЛАНТЭКС-90 на НИСП "В. Бугаев", "Муссон", "Волна" в Северной Атлантике и
7
высоких широтах, а также в качестве входных данных (например, в виде граничных условий) в моделях циркуляции атмосферы для повышения достоверности расчетов и контроля качества математических прогнозоз. Полученные в работе результаты, связанные с разработкой методов определения ТПО, скорости приводного ветра и интегральных метеопараметров атмосферы, использовались при тематической обработке данных СВЧ-радиометрических измерений с ИСЗ "Космос-1076" и "Космос-1151"; впоследствии некоторые из них были переданы в НИИ точных приборов (Приложение 1). Опыт разработок в области спутниковых СВЧ-радиометрических методов изучения теплового и динамического взаимодействия океана и атмосферы учтен при формировании программ научных исследований со станции "Мир" (МЦКП "Природа"), российского сегмента международной космической станции (МКС) (прежнее название - "Альфа"), ИСЗ "Океан-О" №1, при проработке предложений по облику перспективной российской океанологической спутниковой системы "РОСС-1", а также используется в Центре программных исследований (реорганизованного в 2001 г. в Центр космических наблюдений) Росавиакосмоса в работе над проектом модуля температурно-влажностного зондирования атмосферы (МТВЗА) ИСЗ "МЕТЕОР-3М" №1 для определения потоков тепла и импульса на границе раздела океана и атмосферы (Приложение 2).
Апробация результатов работы. Результаты работы докладывались на семинаре по космической метеорологии (Ленинград, 1978), XII, XIII, XV Всесоюзных конференциях по распространению радиоволн. Томск (1978). Горький (1981). Алма-Ата (1987). Всесоюзной конференции по радиофизическим методам исследования окружающей среды (Москва, 1979), Всесоюзном совещании по статистическим методам обработки данных дистанционного зондирования окружающей среды (Минск, 1980), 1-ой Всесоюзной конференции "Биосфера и климат по данным космических исследований” (Баку, 1982), 2-ой Всесоюзной конференции "Проблемы разработки автоматизированных систем наблюдения, контроля и оценки состояния окружающей среды” (Казань, 1983), 5-ом Всесоюзном семинаре "Неконтактные методы и средства измерений океанографических параметров” (Москва, 1983), Международном симпозиуме по СВЧ-свойствам в дистанционном зондировании (Тулуза, 1984), Рабочей группе по дистанционному зондированию Совета АН "ИНТЕРКОСМОС" (Таллин, 1986), ХХУ1Н совещании СОБРАН. (Гаага, 1990), семинаре по проблемам дистанционного зондирования Земли из космоса (Реутов, 1990), конференции по космической океанографии (Венеция, 1990), конференциях по применению дистанционных радиофизических методов в исследованиях природной среды (Муром, 1992, 1999, 2001),
9
симпозиуме по взаимодействию океана и атмосферы (Марсель, 1993), секции Ученого Совета Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН (Москва, 1994), 3-ем Международном симпозиуме по газообмену между океаном и атмосферой (Гейдельберг, 1995), 2-ом Международном симпозиуме по программе "Наука-НАСА" (Королев, 1996), симпозиуме европейского геофизического общества (Вена, 1997), 1-ом Межведомственном семинаре "Новые задачи, пути совершенствования перспективных средств ракетно-космической техники и технологии их создания" (Москва, 1997), Рабочей группе секции 4 НТС Росавиакосмоса, Москва, 1997, Межведомственном научно-техническом совете по космической океанологии Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН (Москва, 1997), 1-ом московском семинаре "Диагностика природных сред” (Москва, 1999), Международном симпозиуме по дистанционному зондированию IGARSS (Гамбург, 1999), секции Ученого Совета ИРЭ РАН (Фрязино, 2000), Ученом Совете ИРЭ РАН (Москва, 2001), Совете по космосу РАН (Москва, 2001), семинаре Института океанологии им. П.П. Ширшова (Москва, 2001).
Результаты исследований по взаимосвязи между собственным СВЧ-излучением СОА с вариациями теплосодержания атмосферы, обусловленными адвекцией тепла, вошли в годовой отчет РАН за 1998 год.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 56 научных работ, зарегистрированы авторское свидетельство об изобретении и патент Российской Федерации. Основные результаты опубликованы в центральных отечественных журналах "Доклады АН", "Известия АН. Физика атмосферы и океана", "Журнал технической физики", "Исследование Земли из космоса", "Радиотехника и электроника", "Метеорология и гидрология", а также в ряде зарубежных изданий (полный перечень опубликованных статей и докладов приведен в приложениях 1 и II автореферата).
Личный вклад автора и вклад партнеров. Основные результаты, представленные в работе, получены лично автором. Вклад автора был определяющим при разработке основных теоретических идей, постановке задач и выборе методов исследований, а также при написании статей, докладов, научно-технических отчетов. О приоритете автора в развитии данной тематики свидетельствуют выигранный им на конкурсной основе персональный грант РФФИ № 94-05-16234а (1994-1995 гг.), а также руководство работами по исследованию возможностей использования данных СВЧ-радиометрических измерений с орбитальных космических станций для определения тепловых потоков в рамках контракта между РКА и НАСА (NAS 15-10110, 1996-1997 гг.). В обсуждении и апробации результатов работы на
ш
разных ее этапах принимали участие Н.Л. Арманд, В.М. Поляков, А.М. Шутко, A.A. Мильшин, Б.М. Либерман, Е.П. Новичихин, Б.З. Петренко, Н.К. Шелобанова (ИРЭ РАН), П.П. Усов (МФТИ), С.К. Гулев, F..Б. Тонкачеев, С.В. Переслегин, В.Н. Пелевин (ИО им. П.П. Ширшова РАН), Ю.Д. Реснянский (ГМЦ), И.В. Черный (Центр космических наблюдений Росавиакосмоса), В.Б. Лапшин (ГОИН Роскомгидромета), Ю.А. Кравцов (ИКИ РАН), Т.Н. Панин (ИВП РАН), Ю.А. Волков (ИФА РАН). А.М. Шутко к тому же являлся научным руководителем кандидатской диссертации автора, послужившей импульсом для проведения данной работы. A.A. Мильшин оказал очень важное содействие в апробации результатов теоретических исследований автора с помощью данных СВЧ-радиометрических измерений метеорологических ИСЗ серии DMSP. Неоценимую роль в проведении исследований сыграли уникальные данные экспериментов НЬЮФАЭКС-88 и АТЛАНТЭКС-90, предоставленные С.К. Гулевым (Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН), данные океанографических, метеорологических и спутниковых измерений в точке М Северной Атлантики (Joerg Schulz, Deutsches Femerkundungsdatenzentrum), а также архив многолетних СВЧ-радиометрических измерений с ИСЗ Nimbus 7 и DMSP (Marshall Space Flight Center).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы из 124-х наименований. Общий объем работы
составляет страниц машинописного текста; она содержит 50 рисунков и 22 таблицы.
В главе 1:
• рассмотрены предпосылки и пути использования данных спутниковых СВЧ-радиометрических измерений для оценки вертикальных турбулентных потоков явного, скрытого (латентного) тепла и импульса (количества движения) на границе раздела системы на различных временных масштабах;
• дан (с учетом полученных автором результатов) краткий обзор возможностей использования спутниковых СВЧ-радиометрических методов для определения параметров СОА, прямо или косвенно связанных с интенсивностью теплового и динамического взаимодействия океана и атмосферы.
• представлены результаты анализа взаимосвязи между общим влагосодержанием атмосферы и приводными значениями температуры и влажности воздуха в интервале сезонных, синоптических и еще более мелких - мезометсорологичсских вариаций.
В главе 2, посвященной теоретическому анализу и моделированию взаимосвязи тепловых и электромагнитных потоков в СОА:
11
• Приведены результаты моделирования интенсивности собственного излучения системы океан-атмосфера в СВЧ-лиапазоне на мм и см волнах и в ИК-диапазоне в окне сравнительной прозрачности атмосферы 8-12 мкм в мешчетеорологическаи диапазоне временных масштабов (часы, сутки). Исследование основано на приближенной (параметризованной) модели отклика излучения СОА на возмущение теплового равновесия между пограничными слоями океана (ОПС) и атмосферы (АПС), стимулированное резким изменением притока коротковолновой (солнечной) радиации к границе раздела. Анализируются особенности взаимосвязи излучательных характеристик на различных уровнях зондирования (спутниковый, самолетный, корабельный) с потоками явного и скрытого тепла на границе раздела в процессе эволюции теплового состояния системы. Исследуются участки электромагнитного спектра, позволяющих достичь наиболее высокую устойчивость соотношений между яркостной и радиационной температурой на верхней границе АПС и в свободной атмосфере с потоками явного и скрытого тепла, независимо от характера распространения (стока-притока) тепла от границы раздела океана и атмосферы к внешним границам.
• На основе результатов метеорологических и аэрологических измерений с НИСП "Виктор Бугаев", "Муссон" и "Волна", полученных на стационарной фазе эксперимента АТЛАНТЭКС-90 с 4 по 21 апреля 1990г., выполнены расчеты интенсивности собственного излучения (яркостной температуры) СОА в мм и см участках СВЧ-диапазона. Анализируется роль механизма формирования яркостной температуры СОА с вертикальными турбулентными потоками тепла и влаги, обусловленного горизонтальными (адвективными) потоками в пограничном слое атмосферы.
♦ На примере энергоактивной зоны Гольфстрим в Северной Атлантике исследована взаимосвязь между среднемесячными значениями интенсивности собственного излучения системы океан-атмосферы в СВЧ- и ИК-диапазонах длин волн и ключевой характеристики тепловлагообмена в системе - разности температур поверхности океана и приводного слоя атмосферы для различных сезонов года. Анализируются спсктрачьные интервалы, в которых данные СВЧ- и ИК-радиометрических измерений с ИСЗ обеспечивают наиболее надежный контроль разности среднемесячных значении температуры воды и воздуха и сезонной динамики этой величины.
♦ Предложен и обоснован метод приближенного расчета среднегодовых значений вертикальных турбулентных потоков тепла на границе раздела океана и атмосферы, а также их межгодовой изменчивости по данным спутниковых СВЧ-радиометрических
12
- Київ+380960830922