Том 28, номер 06, статья № 4

Аннотация:

Дан анализ расчетных (потенциальных) и реальных (экспериментально подтвержденных) характеристик наземных микроволновых температурных профилемеров: точностные характеристики, вертикальное разрешение, калибровки. Показано, что в настоящее время наиболее широко используются сканирующие одноканальные профилемеры для измерения профилей температуры атмосферного пограничного слоя (например, МТР-5), а также многочастотные профилемеры для измерения профилей температуры тропосферы вплоть до высот 10 км (например, MP-3000A, RPG-HATPRO, «Микрорадком»). Более подробно показаны результаты, полученные во время непрерывной работы комплекса «Микрорадком» с 1 января 2014 г. по 1 января 2015 г. в г. Долгопрудный Московской области.

Ключевые слова:

микроволновая радиометрия, профили температуры, тропосфера, атмосферный пограничный слой

Список литературы:

1. Атмосфера: Справочник (справочные данные, модели) / Под ред. Ю.С. Седунова, С.И. Авдюшина, Е.П. Борисенкова, О.А. Волковицкого, Н.Н. Петрова, Р.Г. Рейтенбаха, В.И. Смирнова, А.А. Черникова. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 509 с.
2. Kadygrov E.N. Operational aspects of different ground-based remote sensing observing techniques for vertical profiling of temperature, wind, humidity and cloud structure: A review. WMO, 2006, IOM Report N 89, WMO/TD N 1309. Geneva, Switzerland. P. 1–34.
3. Башаринов А.Е., Гурвич А.С., Егоров С.Т. Радиоизлучение Земли как планеты. М.: Наука, 1974. 188 с.
4. Westwater E.R. Ground-based passive probing using microwave spectrum of oxygen // Radio Sci. D. 1965. V. 69, N 9. P. 1201–1211.
5. Meeks M.L., Lilley A.E. The microwave spectrum of oxygen in the Earth’s atmosphere // J. Geophys. Res. 1963. V. 68, N 6. P. 1683–1703.
6. Askne J.I., Westwater E.R. A review of ground-based remote sensing of temperature and moisture by passive microwave radiometers // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 1986. GE-24. P. 340–348.
7. Троицкий А.В. Дистанционное определение температуры атмосферы из спектральных радиометрических измерений в линии 5 мм // Изв. вузов. Радиофиз. 1986. Т. 29, № 8. С. 878–888.
8. Troitsky A.V., Gaykovich K.P., Kadygrov E.N., Kosov A.S., Gromov V.A. Thermal sounding of the atmosphere boundary layer in oxygen absorption band center // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 1993. V. 31, N 1. P. 116–120.
9. Кадыгров Е.Н., Кокин Г.А., Потапов А.А. Приборы миллиметрового диапазона волн для исследования озонового слоя Земли // Зарубеж. радиоэлектрон. 1989. № 10. С. 52–66.
10. Власов А.А., Кадыгров Е.Н. Микроволновая термометрия средней атмосферы с аэростата // Докл. АН СССР. 1989. Т. 4, № 313. С. 831–834.
11. Власов А.А., Кадыгров Е.Н., Потапов А.А. Лимбовая радиоспектрометрия атмосферы на миллиметровых волнах // Зарубеж. радиоэлектрон. Успехи соврем. радиоэлектрон. 1997. № 3. С. 56–65.
12. Smith W.L., Feltz W.F., Knuteson R.O., Revercomb H.E., Woolf H.M., Howell H.B. The retrieval of planetary boundary layer structure using ground-based infrared spectral radiance measurements // J. Atmos. Ocean. Technol. 1999. V. 16. P. 323–333.
13. Кадыгров Е.Н., Горелик А.Г., Миллер Е.А., Некрасов В.В., Троицкий А.В., Точилкина Т.А., Шапошников А.Н. Результаты мониторинга термодинамического состояния тропосферы многоканальным микроволновым радиометрическим комплексом // Оптика атмосф. и океана. 2013. Т. 26, № 6. С. 459–465.
14. Ершов А.Т., Наумов А.П. К вопросу о восстановлении высотных профилей температуры по наземным наблюдениям атмосферного радиоизлучения в области 5 мм // Изв. вузов. Радиофиз. 1974. Т. XVII, № 11. С. 1610–1625.
15. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1986. 287 c.
16. Rosenkranz P.W. Interference coefficients for overlapping oxygen lines in air // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 1988. V. 39. Р. 287–297.
17. Есепкина Н.А., Корольков Д.В., Парийский Ю.Н. Радиотелескопы и радиометры. М.: Наука, 1973. 415 с.
18. Westwater E.R., Han Y., Irisov V.G., Leuvskiy V., Kadygrov E.N., Viazankin A.S. Remote sensing of boundary layer temperature profiles by a scanning 5-mm microwave radiometer and RASS: Comparison experiments // J. Atmos. Ocean. Technol. 1999. V. 16. P. 805–818.
19. Kadygrov E.N., Pick D.R. The potential for temperature retrieval from an angular-scanning single-channel microwave radiometer and some comparisons with in situ observations // Meteorol. Appl. 1998. V. 5, iss. 4. Р. 393–404.
20. Кадыгров Е.Н. Микроволновая радиометрия атмосферного пограничного слоя – метод, аппаратура, результаты измерений // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 7. С. 697–704.
21. Кадыгров Е.Н., Кузнецова И.Н., Голицын Г.С. Остров тепла в пограничном слое атмосферы над большим городом: новые результаты на основе дистанционных данных // Докл. РАН. 2002. Т. 385, № 4. С. 541–548.
22. Rotach M.W., Calanca P., Graziani G., Gurtz J., Steyn D.G., Vogt R., Andretta M., Christen A., Cieslik S., Connoly R., De Wekker S.F.J., Galmarini S., Kadygrov E.N., Kadygrov V.Е., Miller E.A., Neininger B., Rucker M., Gorsel E.V., Weber H., Weiss A., Zappa M. Turbulence structure and exchange processes in an alpine valley: The Riviera Project // Bull. Amer. Meteorol. Soc. 2004. V. 85, N 9. P. 1367–1385.
23. Khaikine M.N., Kuznetsova I.N., Kadygrov E.N., Miller E.A. Investigation of thermal-spatial parameters of an urban heat island on the basis of passive microwave remote sensing // Theor. Appl. Climatol. 2006. V. 84, N 1–3. P. 161–169.
24. Горчаков Г.И., Кадыгров Е.Н., Исаков А.А., Карпов А.В., Миллер Е.А. Влияние солнечного затмения на термическую стратификацию и режим турбулентности // Докл. РАН. 2007. Т. 417, № 1. С. 90–93.
25. Кузнецова И.Н., Кадыгров Е.Н., Миллер Е.А., Нахаев М.И. Характеристики температуры в нижнем 600-метровом слое по данным дистанционных измерений приборами МТП-5 // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 10. С. 877–883.
26. Горчаков Г.И., Кадыгров Е.Н., Куницын В.Е., Захаров В.И., Семутникова Е.Г., Карпов А.В., Курбатов Г.А., Миллер Е.А., Ситанский С.И. Московский остров тепла в блокирующем антициклоне летом 2010 г. // Докл. РАН. 2014. Т. 456, № 5. С. 591–595.
27. Argentini S., Conidi A., Kadygrov E.N. Temperature measurements at Dome C using a new microwave temperature profiler // Proc. Conf., Italian Physical Society. 2004. V. 89 / Ed. M. Colacino. SIF, Bologna. P. 215–227.
28. Cadeddu M.P., Peckham G.E., Gaffard C. The vertical resolution of ground-based microwave radiometers analyzed through a мultiresolution wavelet technique // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2002. V. 40, N 3. P. 531–540.
29. Westwater Ed.R, Han Y., Solheim F. Resolution and accuracy of a multi-frequency scanning radiometer for temperature profiling // Microwave radiometrics remote sensing of Earth surfing and atmosphere / Eds. P. Pampaloni, S. Paloscia. VSP. 2000. P. 129–135.
30. Solheim F., Godwin J.R., Westwater E.R., Han Y., Keihm S.J., Marsh K., Ware R. Radiometric profiling of temperature, water vapor and cloud liquid water using various inversion methods // Radio Sci. 1998. V. 33. P. 393–404.
31. Crewell S. Accuracy of boundary layer temperature profiles retrieved with multifrequency multiangle microwave radiometry // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2007. V. 45, N 7. P. 2195–2301.
32. Rodgers C.D. The vertical resolution of remotely sounded temperature profiles with a priori statistics // J. Atmos. Sci. 1986. V. 33. P. 707–709.
33. Backus G.E., Gilbert J.F. Uniqueness in the inversion of inaccurate gross earth data // Philos. Trans. Roy. Soc. London. A. 1970. V. 266. P. 123–192.
34. Кадыгров Е.Н., Ганьшин Е.В., Горелик А.Г., Князев А.К., Миллер Е.А., Некрасов В.В., Точилкина Т.А., Шапошников А.Н. Экспериментальная оценка эффективности применения многоканального микроволнового радиометрического комплекса для мониторинга термодинамического состояния тропосферы и исследований мезоструктурных параметров облаков // Тез. докл. 21-й Рабочей группы «Аэрозоли Сибири». Томск: Изд-во ИОА им. В.Е. Зуева СО РАН, 2014. C. 71.
35. Зайцев Н.А., Тимофеев Ю.М., Косцов В.С. Сравнение радиозондовых и наземных дистанционных микроволновых измерений профилей температуры в тропосфере // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 5. C. 392–398.