Исследование параметров водной поверхности и влагосодержания атмосферы по многочастотным измерениям уходящего радиотеплового излучения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.12, кандидат физико-математических наук Матросов, Сергей Юрьевич

• Матросов, Сергей Юрьевич
• кандидат физико-математических наук
• 1984

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Матросов, Сергей Юрьевич

Введение.

Глава I. Радиационно-метеорологическая модель системы океан-атмосфера в микроволновом диапазоне.

1.1. Оптические характеристики атмосферных газов в микроволновом диапазоне. I?

1.2. Оптические характеристики гидрометеоров в микроволновом диапазоне;.

1.3. Излучательные и отражательные свойства взволнованной водной поверхности.

1.4. Аппроксимационные формулы для расчета оптических толщин активных в радиодиапазоне компонентов атмосферы.

Глава 2. Перенос поляризованного радиотеплового излучения в рассеивающей атмосфере.

2.1. Решение общего интегро-дифференциального уравнения переноса излучения.

2.2. Анализ решения прямой задачи переноса радиотеплового излучения в рассеивающей атмосфере.

2.3. Приближенные методы решения уравнения переноса излучения в микроволновом диапазоне.

Глава 3. Определение параметров поверхности океана и влагосодержания атмосферы по измерениям характеристик уходящего радиотеплового излучения.

3.1. Регуляризационный метод определения параметров атмосферы и океана по многочастотным СВЧ-радио-метрическим измерениям.

3.2. Выбор начальных приближений и априорных неопределенностей искомых параметров.

Глава 4. Оценка точности восстановления параметров системы океан-атмосфера и выбор оптимальных длин волн зондирования.

4.1. Факторы, влияющие на точность восстановления искомых параметров.

4.2. Точность определения искомых параметров и оптимальные длины волн зондирования в приближении "чистого поглощения".

4.3. Оценка точности определения искомых параметров и оптимальных длин.волн зондирования регуляризационными методами.

Глава 5. Определение параметров системы океан-атмосфера по экспериментальным данным СВЧ-радиометрического . зондирования.

5.1. Определение искомых параметров по данным эксперимента САМБКС-76.

5.2. Определение искомых параметров по данным Черноморского эксперимента 1979 года.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование параметров водной поверхности и влагосодержания атмосферы по многочастотным измерениям уходящего радиотеплового излучения»

Актуальность темы. В настоящее время в гидрометеорологии все более интенсивно развиваются и используются дистанционные методы определения параметров системы атмосфера-подстилающая поверхность, основанные на интерпретации данных измерений собственного излучения Земли и ее атмосферы с борта летательных аппаратов, в том числе искусственных спутников Земли (ИСЗ). Эти измерения проводятся в различных диапазонах электромагнитного спектра, а искомые параметры определяются из решения так называемых обратных задач атмосферной оптики /46/. Широкие возможности получения регулярной и оперативной информации об атмосфере и подстилающей поверхности в глобальном масштабе, малые энергозатраты, отсутствие воздействия на окружающую среду характеризуют пассивные измерения с ИСЗ. Спутниковые данные дополняют комплекс гидрометеорологических наблюдений, проводимых традиционными методами, внося большой вклад в улучшение анализа погодообразующих процессов и климата. Особенно большое значение имеет мониторинг гидроме-теопараметров над обширными зонами океанов, где обычные наблюдения отсутствуют или недостаточны.

Микроволновый диапазон электромагнитного спектра, в котором измеряется радиотепловое излучение (РТИ) системы атмосфера-подстилающая поверхность, имеет ряд особенностей и преимуществ по сравнению с другими диапазонами, используемыми для дистанционного зондирования.

В коротковолновой части этого диапазона (Д< 1.5 см) имеется ряд одиночных резонансных линий и полос поглощения водяного пара и молекулярного кислорода, пригодных для термического зондирования, определения влагозапаса атмосферы (общего содержания парообразной воды в столбе атмосферы единичного сечения) и структуры вертикального профиля влажности. Кроме того, в этой части микроволнового диапазона существенно поглощает излучение жидкокапельная фракция воды в атмосфере (облака, осадки), что позволяет получать количественную информацию о таких важных параметрах влагосодержания атмосферы, как водозапас облаков (общее содержание жидкокапельной воды в облаках в столбе единичного сечения) и водозапас (или интенсивность) осадков. Сведения о перечисленных параметрах атмосферы и их временной изменчивости исключительно важны с точки зрения прогноза погоды и энергетики атмосферы, так как более половины получаемой океаном солнечной энергии тратится на испарение с его поверхности /13/. Под термином общее влагосодержание будем в дальнейшем понимать содержание жидкой и парообразной воды в столбе атмосферы единичного сечения. Повышенные значения общего влагосодержания атмосферы соответствуют областям активных процессов фронто- и циклогенеза и внутри-тропической зоны конвергенции, сопровождающихся восходящими движениями воздушных масс, а пониженные - процессам антициклонического характера, которым свойственны нисходящие движения воздушных масс /25/. Конденсация атмосферного водяного пара является основным источником энергии циклонов.

Достаточно высокая прозрачность длинноволновой части микроволнового диапазона (Д> 1.5 см) позволяет получать информацию о параметрах подстилающей поверхности, таких как температура поверхности океана (ТПО) и скорость приводного ветра (при измерениях над океаном), от которых зависят излучательные и отражательные характеристики поверхности.

Первые спутниковые эксперименты (Космос-243, 384, 1076, II5I, Метеор-18, 25, Нимбус-5, б, 7 и др.) продемонстрировали перспективность и возможность определения перечисленных параметров влагосодержания атмосферы и поверхности океана по многочастотным измерениям уходящего РТИ /6,29,65,117,118,147-148/.

В настоящее время в нашей стране и за рубежом проводится постоянная работа по совершенствованию СВЧ-радиометрической аппаратуры, созданию многоканальных сканирующих комплексов. Параллельно ведется дальнейшая теоретическая работа по созданию методов интерпретации многочастотных, в том числе поляризационных, измерений характеристик РТИ. Существует несколько подходов к решению обратных задач восстановления интегральных параметров вла-госодержания атмосферы и параметров океана по радиоизлучению. Первая группа методов основана на корреляционной связи между искомыми и измеряемыми параметрами (например, яркостными температурами РТИ). Характеристики этой корреляционной связи обычно получают в результате совместной статистической обработки большого числа прямых измерений искомых параметров атмосферы и поверхности океана и результатов расчетов яркостных температур, соответствующих этим параметрам, либо данных непосредственных спутниковых измерений /24,29-31,74,91,118,121,122,163/. Иногда в многомерных регрессионных методиках коэффициенты регрессии получают в результате обработки модельных расчетов характеристик РТИ для задаваемого большого набора сочетаний определяемых парамет-. ров, охватывающего весь диапазон их естественных вариаций /160/.

Вторая группа методов решения обратных задач основана на обращении уравнения переноса РТИ в атмосфере относительно искомых параметров. Часть из них обычно считается фиксированной (например, параметры влагосодержания при измерениях на длинах волн сА> 2 см, или параметры поверхности океана при измерениях на

0.3*1.6 см), либо известной из независимых измерений /6,9,34,

47,52,70/.

Методы как первой, так и второй групп используют, как правило, приближенные формы уравнения переноса РТИ. Широкое применение приближенных форм объясняется тем, что в общем случае это уравнение является интегро-дифференциальным и расчет поля РТИ, а тем более обращение уравнения вызывает значительные затруднения. Обычно в приближенных формах уравнения переноса пренебрегают рассеянием, либо учитывают его лишь частично. Пренебрежение рассеянием более или менее оправданно при отсутствии осадков в атмосфере. Однако, ответить на вопрос о справедливости и границах применимости того или иного приближения можно, лишь имея решение уравнения переноса РТИ в атмосфере в его наиболее полном виде, полученном с учетом эффектов многократного рассеяния РТИ, поляризации, геометрии и излучательных свойств поверхности. Сравнивая затем решение такого уравнения, которое в дальнейшем будем называть "точным11, с результатами, даваемыми различными приближенными методами, можно установить границы применимости этих методов и точность, с которой они аппроксимируют решение "точного" уравнения при тех или иных значениях метеопараметров.

До недавнего времени вопрос сравнения решений "точного" и приближенных уравнений был освещен недостаточно. Следует отметить работу /86/, но в ней рассматривались однородные модели атмосферы над диффузно отражающей подстилающей поверхностью. Такие модели не отвечают реальным атмосферным условиям и плохо соответствуют реальным свойствам большинства поверхностей, которые в микроволновом диапазоне обладают преимущественно зеркальным отражением.

Позже появились работы, в которых приводятся численные решения уравнения переноса РТИ для вертикально неоднородных моделей атмосферы с учетом рассеяния. Однако, в них /33,78/ решение было получено либо с использованием упрощений процессов переноса РТИ, либо без корректного учета эффектов поляризации. Лишь в последнее время, практически одновременно с публикациями автора /58,59,62/, появились работы /47,127/, в которых приводится численное решение уравнения переноса РТИ в векторной форме для адекватных моделей системы океан-атмосфера в микроволновом диапазоне. Однако, вопрос о влиянии многократного рассеяния на уходящее РТИ, характеристики которого являются входной информацией при решении обратных задач, остается еще недостаточно изученным.

Корректное численное решение "точного" уравнения переноса РТИ носит вспомогательный характер для разработки методов решения обратных задач. Для успешного развития этих методов необходимо . создать простые аппроксимации, позволяющие в общем случае рассчитывать поле РТИ в атмосфере. Критерием качества такой аппроксима^ ции должно служить совпадение с приемлемой точностью результатов, полученных аппроксимационным методом, с решением "точного" уравнения. Приемлемая точность, определяемая погрешностью измерений характеристик РТИ и точностью задания связи метеорологических (определяемых) и радиационных (измеряемых) параметров, должна достигаться во всем диапазоне изменения искомых параметров, реализуемом в атмосфере. Таким образом, из сказанного вытекает актуальность корректного решения прямой задачи переноса РТИ в атмосфере с учетом многократного рассеяния и поляризации.

Для интерпретации данных пассивного микроволнового зондирования насущной проблемой является дальнейшая разработка методов решения обратных задач с целью определения параметров атмосферы и океана по многочастотным, в том числе поляризационным, измерениям. Актуальность этой проблемы связана с постоянным развитием и совершенствованием многоканальной СВЧ-радиометрической аппаратуры.

Значительный интерес вызывает задача идентификации зон осадков над океаном и оценка их интенсивности» Существующие методики оценки интенсивности осадков, как правило, основываются либо на различных приближениях для вычисления характеристик РТИ в рассеивающей атмосфере /29,47/, либо на модельных расчетах для некого среднего состояния атмосферы (при этом используются измерения лишь на одной длине волны, а все остальные параметры системы океан«атмосфера считаются заданными) /128,162/. Важным требованием к методам решения обратных задач, определяющим их точность, является комплексность. Необходимо восстанавливать как можно больше метеопараметров, от которых зависит уходящее РТИ, так как неконтролируемость одних параметров ведет к большим погрешностям определения других. Однако, при расширении числа определяемых параметров сильнее проявляется некорректность решаемой обратной задачи, поэтому надо применять регуляризанионные методы. Регуляризационный подход для решения обратных задач определения интегральных параметров влагосодеркания атмосферы и параметров поверхности океана в микроволновом диапазоне применялся в работах /20,76,77/. Однако, в этих работах не учитывалось рассеяние РТИ (основной рассеивающий компонент атмосферы -« осадки * не рассматривался). Кроме того, во многих существующих методах определения искомых параметров игнорируется статистическая структура погрешостей измерения характеристик РТИ /82/. Эту структуру удобно учесть в рамках регуляризационного подхода к решению обратных задач. Из всего вышесказанного вытекает актуальность дальнейших разработок регуляризационных методов решения обратной задачи комплексного определения параметров влагосо-* держания атмосферы, включая осадки, и поверхности океана по многочастотным измерениям уходящего РТИ.

Цель работы. Главной целью диссертационной работы является t разработка и исследование эффективности регуляризационного метода решения обратной задачи определения водозапаса облаков, вла-гозапаса атмосферы, водозапаса (или интенсивности) осадков, скорости приводного ветра и температуры поверхности океана по многочастотным, в том числе поляризационным, измерениям уходящего РТИ с борта летательных аппаратов. Поставленная цель достигается решением следующих основных задач:

1. Разработка методики, алгоритма и программы решения "точного" уравнения переноса РТИ в рассеивающей атмосфере с учетом эффектов поляризации и многократного рассеяния для адекватных моделей системы океан-атмосфера в микроволновом диапазоне. Создание на базе полученного решения достаточно простых аппроксима-ционных методов, позволяющих с малой затратой времени ЭВМ и с хорошей точностью рассчитывать поле РТИ в рассеивающей атмосфере.

2. Разработка алгоритма итерационного процесса регуляризационного решения поставленной обратной задачи и методик определения начальных приближений для искомых параметров. Создание на основе разработанного алгоритма пакета программ для ЭВМ.

3. Оценка точности восстановления искомых параметров в результате решения обратной задачи при различных условиях эксперимента и определение на базе этого оптимальных длин волн для пассивного микроволнового (СВЧ-радиометрического) зондирования.

Проверка работоспособности предложенного метода решения обратной задачи определения искомых параметров на реальном экспериментальном материале.

Научная новизна работы. Впервые проведено корректное численное решение интегро-дифференциального уравнения переноса РТИ в терминах вектора-параметра Стокса с учетом многократного рассеяния и эффектов поляризации для адекватных моделей системы океан

-атмосфера в микроволновом диапазоне электромагнитного спектра. Получены аппроксимационные выражения для спектральных оптических толщин основных активных в радиодиапазоне компонентов атмосферы. На основе полученного решения "точного" уравнения переноса впервые предложен приближенный метод "аддитивной поправки", позволяющий оперативно рассчитывать поле уходящего РТИ в рассеивающей атмосфере и справедливый в широком диапазоне изменения основных метеорологических параметров. Впервые предложен итерационный ре-гуляризационный метод решения обратной задачи определения водо-запаса облаков, влагозапаса атмосферы, интенсивности осадков, скорости приводного ветра и температуры поверхности океана по многочастотным, включая и поляризационные, измерениям уходящего РТИ. Разработана оригинальная методика определения начального приближения интенсивности осадков для последующих итераций. На основе оценки точности определения искомых параметров проведена оптимизация длин волн зондирования применительно к предложенному методу решения обратной задачи. При оптимизации комплексно учитывались статистическая структура погрешностей измерений яр-костных температур РТИ, погрешности задания неконтролируемых параметров и связи метеорологических и радиационных величин.

Научная и практическая ценность работы. Развитый в диссертации метод решения обратной задачи реализован в виде программ для ЭВМ и может быть применен для обработки регулярных спутниковых и самолетных данных СВЧ-радиометрического зондирования системы океан-атмосфера. Полученное численное решение "точного" интегро--дифференциального уравнения переноса РТИ в рассеивающей атмосфере может использоваться для разработки новых приближенных методов расчета РТИ, справедливых в той или иной области значений метеопараметров, и служить критерием качества для уже существующих приближений.

На защиту выносятся;

- аппроксимационные формулы для спектральных оптических толщин основных активных в радиодиапазоне компонентов атмосферы;

- видоизменение метода расщепления для решения "точного" векторного уравнения переноса РТИ с учетом поляризации и угловой структуры рассеяния, численное решение этого уравнения для адекватных моделей системы взволнованная водная поверхность-облачная атмосфера с осадками;

- оценка точности известных приближенных методов учета рассеяния РТИ и определение границ их применимости на основе решения "точного" уравнения;

- приближенный метод "аддитивной поправки", позволяющий оперативно и с хорошей точностью рассчитывать поле уходящего РТИ в рассеивающей атмосфере;

- регуляризационный итерационный метод решения обратной задачи комплексного определения водозапаса облаков, влагозапаса атмосферы, водозапаса (или интенсивности) осадков, скорости приводного ветра, температуры поверхности океана по многочастотным измерениям уходящего РТИ;

- теоретическая схема оценки точности определения искомых параметров, учитывающая статистическую структуру погрешностей измерений яркостных температур РТИ, погрешности задания неконтролируемых параметров и связи между метеорологическими и радиационными величинами;

- вывод о том, что измерения на традиционных длинах волн пассивного микроволнового зондирования 0.8, 1.35, 1.6, 3.2, 8.5 см мало уступают в смысле точности определения искомых параметров измерениям на оптимальном наборе длин волн.

Краткое содержание работы. Первая глава посвящена созданию радиационно-метеорологической модели системы взволнованная водная поверхность-облачная атмосфера с осадками, определяющей связи измеряемых радиационных характеристик РТИ с искомыми метеорологическими параметрами. Эта модель явилась основой для последующих расчетов характеристик РТИ. Подробно рассмотрены оптические характеристики основных активных в микроволновом диапазоне компонентов атмосферы: водяного пара, молекулярного кислорода, облачности и осадков. Оценена точность расчета этих характеристик для атмосферных газов при использовании различных применяемых в настоящее время методик их вычисления. Оптические характеристики гидрометеоров рассчитывались по теории Ми. Оценен разброс этих характеристик в зависимости от вида функции распределения капель по размерам. Предложены приближенные формулы-для величин спектральных оптических толщин активных компонентов, полученные в результате обработки большого числа их расчетов для различных моделей атмосферы и данных радиозондирования.

Проведены расчеты излучательных и отражательных свойств взволнованной водной поверхности для различных функций уклонов элементарных площадок. Получены приближенные формулы, позволяющие рассчитывать коэффициенты теплового излучения и отражения для взволнованной водной поверхности с пеной и без нее. Оценена неопределенность радиационно-ветровой зависимости.

Во второй главе проведено численное решение векторного уравнения переноса РТИ в рассеивающей атмосфере для адекватных моделей системы океан-атмосфера. Атмосфера при этом предполагалась горизонтально слоистой. Для решения выбран метод расщепления,который был видоизменен применительно к векторному случаю и неизотропному рассеянию. Получен большой статистический материал результатов расчетов поля РТИ, Проведено сравнение решений "точного" уравнения переноса с решениями, полученными различными, существующими в настоящее время приближенными методами учета рассеяния РТИ. Предложен приближенный метод "аддитивной поправки", позволяющий при малой затрате времени ЭВМ с хорошей точностью рассчитывать уходящее РТИ в рассеивающей атмосфере.

В третьей главе предложен регуляризационный итерационный метод решения обратной задачи комплексного определения водозапаса облаков, влагозапаса атмосферы, интенсивности (или водозапаса) осадков, скорости приводного ветра и температуры поверхности океана по многочастотным, в том числе поляризационным, измерениям уходящего РТИ. Разработана схема выбора начальных приближений искомых параметров для итераций. Исследована целесообразность применения различных регуляризующих операторов для решения обратной задачи.

В четвертой главе проведена теоретическая оценка точности определения искомых параметров. При этом учитывались статистическая структура погрешностей измерений яркостных температур РТИ, неточность задания неконтролируемых параметров, влияющих, однако, на РТИ, неточность задания характеристик радиационно-метео-рологической модели. Приведены характерные величины погрешностей определения искомых параметров для различных условий эксперимента. Разработан численный критерий выбора оптимальных длин волн зондирования и проведена оптимизация. Показано, что зондирование на традиционных длинах волн (0.8, 1.35, 1.6, 3.2, 8.5 см) мало уступает в смысле точности определения искомых параметров зондированию на оптимальном наборе длин волн при современном уровне измерений яркостных температур РТИ.

В пятой главе проведена проверка работоспособности предложен ного метода решения обратной задачи на материале многочастотных: СВЧ-радиометрических измерений уходящего РТИ с борта самолета в эксперименте САМЭКС-76 и Черноморском эксперименте 1979 года. Проведены сравнения параметров, восстановленных по радиометрическим данным, с их прямыми измерениями. Сравнения показали хорошее качественное согласие.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на У1 Всесоюзном совещании по радиометеорологии (Таллин, апрель

1982 г.), на I Всесоюзной конференции "Биосфера и климат по данным космических исследований" (Баку, декабрь 1982 г.), на Ш Всесоюзном совещании по атмосферной оптике и актинометрии (Томск, июнь 1983 г.), на Х1У Всесоюзной конференции по распространению радиоволн (Ленинград, октябрь 1984 г.), на конференции молодых ученых и специалистов ГГО им. А.И.Воейкова (Ленинград, апрель

1983 г.). По материалам диссертации опубликованы 8 печатных работ, наименования которых перечислены в списке литературы (16, 58-64 наименования).

Заключение диссертации по теме «Геофизика», Матросов, Сергей Юрьевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследование метеорологических параметров окружающей среды с помощью многочастотного СВЧ-радиометрического зондирования с борта летательных аппаратов является быстро развивающимся и перспективным направлением геофизики.

Данная диссертационная работа посвящена созданию комплексного регуляризационного метода решения обратной задачи одновременного определения таких важных параметров океана и влагосодержания атмосферы как водозапас облаков, влагозапас атмосферы, интенсивность жидких осадков, скорость приводного ветра, температура поверхности океана. Разработка методов решения поставленной обратной задачи должна основываться на корректном рассмотрении прямой задачи переноса поляризованного радиотеплового излучения с учетом многократного рассеяния для адекватных моделей системы океан-атмосфера, и использование различных приближений для расчета характеристик этого излучения должно быть строго обосновано. Поэтому изучению упомянутых вопросов уделено значительное место в диссертации. Данная работа является частью исследований, проводимых в отделе Радиационных исследований Главной геофизической обсерватории им.А.И.Воейкова по плановой тематике Госкомгидромета.

Сформулируем кратко основные результаты диссертационной работы. I. Создана радиационно-метеорологическая модель системы океан-атмосфера в микроволновом диапазоне и проведена оценка погрешностей задания ее основных характеристик. В частности показано, что: а) относительная погрешность расчета показателей поглощения радиоизлучения в водяном паре и молекулярном кислороде, связанная с использованием различных, применяемых в настоящее время методик их вычисления составляет для Н20 при «Л~ 0.5*1 см примерно 20%, при сА~ 1*1.5 см - 8%, монотонно увеличиваясь до величины порядка 30% при «Л =3 см, для 0^ соответствующая погрешность составляет примерно 20% при Л =0.3 см, при 0.6*0.7 см - 15*20%, уменьшаясь с ростом длины волны до значения 5% при Л = Зсм; б) кристаллические облака незначительно влияют на перенос радиоизлучения в атмосфере по сравнению с жидкокапельными, для которых относительная погрешность расчета показателя поглощения при отсутствии осадков составляет 4*8% и связана с неопределенностью диэлектрических констант воды, эффективной температуры облаков, а также с использованием рэлеевского приближения для капель облаков в микроволновом диапазоне. Недождящие жидкокапель-ные облака с большой точностью (вероятность выживания кванта при Д > 0.6 см, как правило, не превосходит 1*1.2%) можно считать чисто поглощающей средой для радиоизлучения; в) относительная погрешность расчета оптических характеристик жидких осадков (показателей поглощения, рассеяния, ослабления) составляет примерно 30% и связана, в основном, с естественной неопределенностью функции распределения капель по размерам; . г) относительная погрешность вычисления добавок к коэффициен-. ту излучения гладкой водной поверхности, обусловленных волнением, составляет примерно 15% и обусловлена неопределенностью данных об излучательных характеристиках пенных образований в микроволновом диапазоне.

2. Получены аппроксимационные формулы для оптических толщин основных активных в микроволновом диапазоне компонентов атмосферы, позволяющие оперативно производить оценочные расчеты яркостных температур уходящего РТИ системы океан-атмосфера без использования ЭВМ (с точностью до 3*3.5 К).

3. Получено численное "решение полного интегро-дифференциально-го уравнения переноса РТИ с учетом эффектов поляризации и многократного рассеяния для адекватных моделей системы океан-атмосфера. В результате анализа проведенных расчетов установлено, что: а) наилучшим приближенным методом решения уравнения переноса РТИ из часто используемых в настоящее время является метод "чистого поглощения"; б) вид оператора рассеяния (полидисперсный, рэлеевский) довольно слабо влияет на конечное поле РТИ при Д > 0,6 см (различия в соответствующих яркостных температурах не превосходят, как правило, 1+2 К), в окне прозрачности Д~ 0,3 см различия значительнее и достигают 3+5 К; в) незнание функции распределения капель осадков по размерам вносит доминирующий вклад в неопределенность расчетных яркостных температур уходящего РТИ в диапазоне длин волн Д 4 1.6 см.

4. Разработан численный критерий определения области интенсив-ностей (водозапасов) осадков, для которой справедливо приближение "чистого поглощения" (точность расчета яркостных температур уходящего РТИ не хуже I К).

5. Предложен новый приближенный метод("аддитивной поправки") расчета характеристик уходящего РТИ в рассеивающей атмосфере, заключающийся в "исправлении" яркостных температур, полученных методом "чистого поглощения", с помощью отрицательной аддитивной поправки лТ^ и справедливый в широком диапазоне изменения основных метеорологических параметров. В силу простоты основных зависимостей разработанный метод может быть успешно применен для оперативных расчетов поля уходящего РТИ в рассеивающей атмосфере и для разработки методов решения обратных задач определения параметров облачной атмосферы с осадками и водной подстилающей поверхности по измерениям характеристик РТИ.

6. Предложен регуляризационный, итерационный алгоритм метода решения обратной пятипараметрической задачи одновременного восстановления водозапаса облаков, влагозапаса атмосферы, интенсивности (или водозапаса) осадков, скорости приводного ветра, температуры поверхности океана по многоканальным, в том числе поляризационным, измерениям характеристик уходящего РТИ системы океан-«атмосфера, В алгоритме учитывается многократное рассеяние излучения. Предложены регуляризирующие операторы для решения поставленной обратной задачи, оптимальные при различных объемах и качестве априорной информации. На основе анализа результатов расчетов яркостных температур и поляризационных характеристик уходящего РТИ, проделанных для большого количества адекватных моделей системы океан-атмосфера, разработана методика выбора начальных приближений и априорных неопределенностей искомых параметров*

7. Проведен двумя способами анализ точности метода решения обратной задачи одновременного определения исследуемых параметров системы океан-атмосфера. При этом учитывались не только погрешности самих радиометрических измерений, но и погрешности задания характеристик радиационно-метеорологической модели и неконтролируемых параметров, влияющих, однако, на РТИ. Учитывалась корреляция погрешностей измерений на различных каналах. Получены следующие средние оценки для величин погрешностей определения: достигая максимальной величины 30*40 % при наличии осадков и при

- для водозапаса облаков составляют примерно 25*30$, относительно малых значениях водозапаса

• для влагозапас 15*20% без осадков

3^./ W составляют величину порядка 30$; для слабых осадков ( достигают 65-100%, при умеренных и сильных осадках 2*4 мм/ч ( [4 13 мм/ч);

- для скорости приводного ветра <5у.~ 3.5*5 м/с при

V> 7*8 м/с, в случае V"s< 7 м/с (пенные образования на поверхности океана не образуются) СВЧ-радиометрические измерения при той точности, с которой они в настоящее время проводятся, не несут информации о величине V:

- для температуры поверхности океана 1.6*1.8 К при отсутствии осадков, при их наличии 2*2.3 К, что близко к априорной неопределенности этого параметра.

8. Проведен выбор оптимального набора длин волн зондирования для пятиканального СВЧ-радиометрического комплекса, а именно: . .

0.73*0.77 см, <А2~ 1.37*1.39 см, ьА3~ 1.8*1.9 см,»А4~2.4*2.5см,

6*7.5 см. Однако, показано, что измерения на традиционных длинах волн зондирования (например, 0.8, 1.35, 1.6, 2.4, 8.5 см) мало уступают (в смысле точности определения искомых параметров) измерениям при оптимальном наборе. Проанализирован вопрос влияния избыточности каналов зондирования на ошибки определения исследуемых параметров. При этом показано, что современной точности СВЧ--радиометрических измерений, погрешностях задания характеристик радиационно-метеорологической модели и неконтролируемых параметров привлечение дополнительных измерительных каналов для уменьшения погрешностей определения искомых параметров не дает существенного выигрыша.

9. На реальном экспериментальном материале продемонстрирована работоспособность предложенного в диссертации метода решения обратной задачи определения параметров поверхности океана и влагосодержания атмосферы. Наблюдается хорошее качественное соответствие между значениями искомых параметров, полученными прямыми методами и в результате обращения СВЧ-радиометрических данных. При этом рассогласование составляет в среднем 8*14%, максимально -- 25*30%.

В дальнейшем для расширения числа определяемых параметров системы океан-атмосфера и для повышения точности их восстановления по радиометрическим данным, полученным с борта летательных аппаратов, по-видимому, целесообразно в теоретическим и экспериментальном плане разрабатывать методы, предусматривающие измерения собственного уходящего излучения системы Земля-атмосфера в различных диапазонах электромагнитного спектра (в частности, проводить термическое зондирование атмосферы в 5 мм полосе поглощения кислорода).

Ряд существенных результатов диссертационной работы был получен под руководством Ю.И.Рабиновича, по чьей инициативе эта работа начиналась и благодарную память о котором автор хранит.

Автор приносит искреннюю благодарность своему научному руководителю профессору В.Д.Степаненко и глубоко признателен Е.М.Шульгиной, Ю.М.Тимофееву и Г.Г.Щукину за плодотворное и полезное обсуждение результатов работы.

177

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Матросов, Сергей Юрьевич, 1984 год

1. Алексеева И.А.,Домбковская Е.П. Использование СВЧ-поляриза-ционных измерений в анализе атмосферных процессов.- В кн.: Пятое Всесоюзное совещание по радиометеорологии.- М.: Гидрометеоиздат, 1981, с.219-222.

2. Анализ самолетных измерений радиотеплового излучения атмосферы и сопоставление.с теоретическими расчетами / Е.П.Домбков-ская, А.В.Жуков, Ю.И.Рабинович, Е.М.Шульгина.- Труды ГГО, вып.422, 1980, с.15-25.

3. Атлас климатических характеристик температуры, плотности,., давления воздуха, ветра и геопотенциала в тропосфере и нижней атмосфере северного полушария.- М.: Гидрометеоиздат, 1975, 116 с.

4. Атлас океанов. Атлантический и Индийский океаны.- МО СССР, ВМФ, ГУНИО, 1977, 306 с.

5. Атлас океанов. Тихий океан.- МО СССР, ВМФ, ГУНИО, 1974, 302 с.

6. Башаринов А.Е. и др. Радиоизлучение Земли как планеты /А.Е.Башаринов, А.С.Гурвич, С.Т.Егоров.- М.: Наука, 1974,188 с.

7. Белявский А.И., Покровский О.М. О проблемах объективного анализа данных косвенных метеорологических наблюдений.- Метеорология и гидрология, 1982, №4, с.31-37.

8. Биненко В.И., Мелентьев В.В. Некоторые результаты одновременных самолетных измерений радиояркостной температуры и микроструктуры осадков в период проведения АТЭП.- Труды ГГО,вып.371, 1976, с.144-150.

9. Борин В.П., Наумов А.П. К методике дистанционного определения влагосодержания атмосферы.- В кн.: Пятое Всесоюзное совещание по радиометеорологии.- М.: Гидрометеоиздат, 1981, с.169-172.

10. Борин В.П., Наумов А.П. О некоторых особенностях радиоизлучения атмосферы вблизи резонанса поглощения Н20 на А =1.35 см.-Радиотехника и электроника, 1979, т.24, №1, с.44-52.

11. Боровиков A.M. и др. Некоторые закономерности распределения крупных частиц в облаках различных форм / А.М.Боровиков, И.П.Мазин, А.Н.Невзоров.- Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана, 1965, т.1, №3, с.291-301.

12. Бортковский Р.С. Тепло- и влагообмен атмосферы и океана при шторме.- Л.: Гидрометеоиздат, 1983, 158 с.

13. Будыко М.й. Тепловой баланс Земли.- Л.: Гидрометеоиздат, 1978, 40 с.

14. Ван де Хюлст. Рассеяние света малыми частицами.- М.: Иностранная литература, 1961, 536 с.

15. Васищева М.А., Щукин Г.Г. Экспериментальные исследования водности облаков. Статистические модели атмосферы.- Обзорная информация. ВНИИГМИ-МЦД, Обнинск, 1976, 94 с.

16. Волчок Б.А., Черняк М.М. Перенос микроволнового излучения в облаках и осадках.- Труды ГГО, вып.222, 1968, с.83-99.

17. Гагарин А.Г., Кутуза Б.Г. Влияние морского волнения и неодно-родностей атмосферы на СВЧ излучение системы атмосфера-морская поверхность.- Исследования Земли из космоса, 1983, №3, с.88-99.

18. Горелик А.Г. и др. Возможности идентификации зон осадков с МИСЗ /А.Г.Горелик, В.В.Калашников, Ю.А.Фролов.- Труды ЦАО,вып.103, 1972, с.31-41.

19. Дебай П., Закк Г. Теория электрических свойств молекул.- М.: ГОНТИ, 1963, 248 с.

20. Дитчберн Р. Физическая оптика.- М.: Наука, 1965, 632 с.

21. Довгалюк Ю.А., Зинченко А.В. К решению задач восстановления вертикального профиля осадков из слоистообразных облаков.-Труды ГГО, 1981, вып.439, с.17-23.

22. Домбковская Е.П. Корреляционная зависимость между интенсивностью теплового радиоизлучения системы Земля-атмосфера и во-дозапасом облаков.- Метеорология и гидрология, 1969, №7,с.26-35.

23. Домбковская Е.П. О возможности использования данных об общем влагосодержании атмосферы в синоптическом анализе.- Труды ГМЦ, 1973, вып.НО, с.78-123.

24. Домбковская Е.П. Определение температуры морской поверхности и влагосодержания атмосферы по измерениям теплового радиоизлучения системы Земля-атмосфера с ИСЗ.- Труды ГМЦ, вып.50, 1969, с.75-85.

25. Домбковская Е.П. Радиоволны сообщают о погоде над океаном.-В кн.: Человек и стихия 1979.- Л.: Гидрометеоиздат, 1978, с.65-67.

26. Домбковская Е.П., Озеркина В.В. Об определении интенсивности жидких осадков по СВЧ измерениям с ИСЗ.- Труды ГОСНИЦИПР, 1980, вып.7, с.53-56.

27. Домбковская Е.П., Озеркина В.В. Оценка интегральной водности облаков и идентификация осадков по многоканальным микроволновым измерениям с ИСЗ.- Труды 4-го Всесоюзного совещания по радиометеорологии.- М.: Гидрометеоиздат, 1978,с.124-127.

28. Домбковская Е.П., Рабинович Ю.И. Анализ результатов измерен ний радиоизлучения атмосферы в эксперименте Беринг (вариант А).- В кн.: Советско-американский эксперимент Беринг.- Л.: Гидрометеоиздат, 1975, с.43-61.

29. Елисеев Г.В. Исследование влагосодержания атмосферы по радиотепловому излучению.- Автореферат на соискание ученой степени кандидата физ.-мат.наук.- Л., 17 с.

30. Елисеев Г.В., Рабинович Ю.И. Оценка точности результатов бортовых радиотеплолокационных измерений влагосодержания атмосферы и водозапаса облаков по экспериментальным данным.- Труды ГГО, вып.422, 1980, с.46-55.

31. Елисеев Г.В., Степаненко В.Д. К вопросу об эффективности ра-диотеплолокационного метода обнаружения зон осадков и определения влагосодержания с ИСЗ.- Труды ГГО, вып.371, 1976,с.74-86.

32. Елисеев Г.В., Степаненко В.Д. О точности определения водозапаса облаков и влагосодержания атмосферы радиометрическим методом, применяемым с борта летательных аппаратов.- Труды ГГО, вып.422, 1980, с.26-45.

33. Жевакин С.А., Наумов А.П. К расчету коэффициента поглощения сантиметровых и миллиметровых радиоволн в атмосферном кислороде.- Радиотехника и электроника, 1965, т.Ю, №6,с.987-996.

34. Жевакин С.А., Наумов А.П. О коэффициенте поглощения электромагнитных волн водяными парами в диапазоне 10 мкм*2 см.- Известия ВУЗов СССР. Радиофизика, 1963, т.6, №4, с.674-694.

35. Жевакин С.А., Наумов А.П. Распространение сантиметровых, миллиметровых и субмиллиметровых радиоволн в земной атмосфере.-Известия ВУЗов СССР. Радиофизика, 1967, т.Ю, №9-10, с.1213--1243.

36. Зависимость коэффициентов ослабления радиоизлучения в диапазоне 0.8*3.2 см от интенсивности дождя и распределения капель по размерам. /А.Г.Горелик, В.В.Калашников, Б.Г.Кутузаи др.- Труды ЦАО, вып.103, с.49-57.

37. Зражевский А.Ю. Методика расчета поглощения в атмосферных парах воды в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах.-Радиотехника и электроника, 1976, т.21, №5, с.951-957.

38. Измерение радиотепловых и плазменных излучений в СВЧ диапазоне. /А.Е.Башаринов, Л.Т.Тучков, В.Ы.Поляков, Н.И.Ананов.-М.: Советское радио, 1968, 354 с.

39. Колдаев А.В. Определение водозапаса облаков, дающих осадки радиофизическими методами.- Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физ.-мат.наук.- М., 1983,17 с.

40. Кондратьев К.Я. Климат по наблюдениям из космоса.- В кн.: Распространение света в дисперсной среде.- Минск: Наука и техника, 1982, с.155-175.

41. Кондратьев К.Я. Спутниковый мониторинг климата.- Обзорная информация, ВНИИГМИ-МЦД, Обнинск, 1978, с.

42. Кондратьев К.Я., Тимофеев Ю.М. Метеорологическое зондирование атмосферы из космоса.- Л.: Гидрометеоиздат, 1978, 280 с.

43. Литвинов Й.В. Структура атмосферных осадков.- Л.: Гидрометеоиздат, 1974, 154 с.

44. Мазин И.П., Шметер С.М. Облака, строение и физика образования.

45. Л.: Гидрометеоиздат, 1983, 280 с.

46. Малкевич М.С. Оптические исследования атмосферы со спутников.-М.: Наука, 1973, 302 с.

47. Малкевич М.С., Косолапов B.C. О возможности дистанционного определения вертикального профиля водности облаков.- Исследования Земли из космоса. 1980, №6, с.63-71.

48. Марцинкевич Л.М. Двухканальный СВЧ-радиометрический метод определения скорости ветра со спутника.- Метеорология и гидрология, 1981, №3, с.59-67.

49. Марцинкевич Л.М. Распределение уклонов взволнованной поверхности моря.- Метеорология и гидрология, 1970, №10, с.41-55.

50. Марцинкевич Л.М., Мелентьев В.В. Модельные расчеты теплового радиоизлучения поверхности моря при установившемся и полностью развитом волнении.- Труды ГГО, вып.331, 1975, с.73-85.

51. Марцинкевич Л.М., Мелентьев В.В. Излучение взволнованной водной поверхности в сантиметровом диапазоне.- Труды ГГО, вып. 291, 1972, с.24-33.

52. Матвеев Д.Т. Анализ результатов радиотеплового зондирования морской поверхности при шторме.- Метеорология и гидрология, 1978, №4, с.58-67.

53. Матвеев Л.Т. Основы общей метеорологии. Физика атмосферы.-Л.: Гидрометеоиздат, 1965, 876 с.

54. Матросов С.Ю. Перенос микроволнового излучения в осадках.-Труды ГГО, 1983, вып.478, с.50-61.

55. Матросов С.Ю. Программа расчета поля микроволнового излучения в атмосфере, содержащей осадки. Регистр. № Н030050766.-Аннотированный перечень новых поступлений в ОФАП Госкомгид-ромета.- ВНИИГМИ-МЦД.- Обнинск, 1983, вып.1.

56. Матросов С.Ю., Рабинович Ю.И. Методика определения параметров атмосферы и океана по измерениям радиотеплового излучения с ИСЗ.- Тезисы докладов 1-ой Всесоюзной конференции "Биосфера и Климат по данным космических исследований.- Баку, 1982, с.326-329.

57. Матросов С.Ю., Рабинович Ю.И. Определение параметров подстилающей поверхности и атмосферы по измерениям уходящего радиотеплового излучения.- Метеорология и гидрология, 1983, №3,с.56-64.

58. Матросов С.Ю., Рабинович Ю.И. Перенос радиотеплового излучения в атмосфере, содержащей рассеивающий слой осадков.- Тезисы докладов 6-го Всесоюзного совещания по радиометеорологии.-Таллин, 1982, с.102-103.

59. Матросов С.Ю., Шульгина Е.М. Оценка точности определения вла-госодержания атмосферы в СВЧ-диапазоне.- Труды ГГО, вып.462, 1982, с.82-89.

60. Матросов С.Ю., Шульгина Е.М. Рассеяние и ослабление микроволнового излучения осадками.- Труды ГГО, вып.448, 1981, с.85-94.

61. Мелентьев В.В. Восстановление параметров морского волнения по данным СВЧ-радиометрии•- Труды ГГО, вып.478, 1983,с.82-90.

62. Мелентьев В.В., Алибегова Ж.Д. Исследование связей характеристик жидких осадков с их радиоизлучением в ХУШ рейсе НИС "Академик Королев".- Труды ГГО, вып.422, 1980, с.70-91.

63. Метеорологическое зондирование подстилающей поверхности яз космоса. Д.Я.Кондратьев, А.А.Григорьев, Ю.И.Рабинович, Е.М.Шульгина.- Л.: Гидрометеоиздат, 1979, 244 с.

64. Метод Монте-Крало в атмосферной оптике. /Г.И.Марчук, Г.А.Михайлов, М.А.Назаралиев и др.- Новосибирск: Наука,1976, 284с.

65. Митник Л.М. Исследование облаков методом СВЧ-радиометрии.-обзорная информация, ВНИИГМИ-МЦД, серия Метеорология, вып.4, Обнинск, 1979, 72 с.

66. Митник Л.М. Определение полной массы водяного пара в атмосфере, водозапаса и эффективной температуры облаков по измерениям уходящего СВЧ излучения Земли.- В кн.: Радиофизические исследования атмосферы.- Л.:Гидрометеоиздат, 1977, с.184-200.

67. Мулламаа Ю.-А.Р. Атлас оптических характеристик взволнованной поверхности моря.- Тарту, 1964, 496 с.

68. Натурные радиотепловые измерения пенных образований. /Н.Н.Ворсин, А.А.Глотов, В.Г.Мировский и др.- Исследования Земли из космоса, 1983, №3, с.98-101.

69. Наумов А.П., Станкевич B.C. О влиянии микроструктуры облаков на их радиоизлучение.- Известия ВУЗов СССР, Радиофизика,1983, т.26, №6, с.756-7 .

70. Недовесов А.Н. Определение интегрального содержания водяного пара в атмосфере по измерениям с ИСЗ Космос-1151.- В кн.: Дистанционное зондирование океана.-Севастополь,1982,с.30-34.

71. Некоторые результаты расчетов вертикального профиля обложных осадков. /В.Г.Баранов, Ю.А.Довгалюк, А.В.Зинченко, Т.Ф.Кучин-ская.- Труды ГГО, вып.439, 1981, с.24-28.

72. Нелепо Б.А., Суэтин B.C. О регуляризации решения обратной задачи радиотеплолокации океана.- Морские гидрофизические исследования, Севастополь, 1977, №2, с.81-86.

73. Нелепо Б.А., Суэтин B.C. Устойчивое решение обратной задачи радиотеплолокации океана.- Морские гидрофизические исследования.- Севастополь, 1977, N£E, с.86-94.

74. Озеркина В.В., Спиридонов Ю.Г. Расчет переноса микроволнового излучения в неоднородном слое осадков.- Труды ГОСНИЦИПР, вып.12, 1982, с.84-93.

75. Определение интегральных параметров облачной атмосферы. /А.Г.Семин, Ю.Г.Трохимовский, Ю.Б.Хапин, В.С.Эткин.- Исследования Земли из космоса, 1981, №4, с.61-65.

76. Петренко Б.З. Статистическая структура ошибок измерений яр-костной температуры собственного радиоизлучения Земли с ИСЗ.-Исследования Земли из космоса, 1982, №3, с.83-89.

77. Полякова Е.А., Шифрин К.С. Микроструктура и прозрачность дождей.» Труды ГГО, вып.42 (104), 1953, с.84-91.

78. Поздняк С.И., Мелитицкий В.А. Введение в статистическую теорию поляризации радиоволн.- М.: Советское радио, 1974, 480 с.

79. Рабинович Ю.И., Мелентьев В.В. Влияние температуры и солености на излучение гладкой водной поверхности в сантиметровом диапазоне.- Труды ГГО, вып.235, 1970, с.78-123.

80. Рабинович Ю.И., Черняк М.М. Оценка приближенных методов решения уравнения переноса микроволнового излучения в осадках.-Труды ГГО, вып.371, 1976, с.43-65.

81. Рабинович Ю.И., Шульгина Е.М. Оценка точности определения характеристик морской поверхности в СВЧ диапазоне.- Труды ГГО, вып.462, 1982, с.76-81.

82. Рабинович Ю.И., Щукин Г.Г. Определение содержания водяного пара в атмосфере по измерениям микроволнового излучения.-Труды ГГО, вып.222, 1968, с.62-73.

83. Рабинович Ю.И. и др. О возможных погрешностях абсолютных измерений радиоизлучения. /Ю.И.Рабинович, Г.Г.Щукин, В.Г.Волков.- Труды ГГО, вып. 222, 1968, с.138-148.

84. Райзер В.Ю. и др. Морская пена, физико-химические свойства, излучательные и отражательные характеристики. /В.Ю.Райзер, Е.А.Шарков, В.С.Эткин.- Препринт ИКИ АН СССР, 1976, № ПР-306, 46 с.

85. Рассадовский В.А. Определение характеристик влагосодержания атмосферы по измерениям уходящего микроволнового излучения с борта самолета.- В кн.: Пятое Всесоюзное совещание по радиометеорологии.- Л.: Гидрометеоиздат, 1981, с.180-183.

86. Рассадовский В.А., Троицкий А.В. Дистанционные радиометрические исследования атмосферы в зоне возникновения тропических циклонов.- Известия АН СССР. Физика атмосферы и океана, 1981, т.17, №7, с.698-705.

87. Розенберг В.И. О диэлектрической проницаемости воды на длинах волн I.2-I.6 мм.- Известия ВУЗов СССР. Радиофизика, 1968, т.II, №2, с.392-394.

88. Розенберг В.И. Рассеяние и ослабление электромагнитного излучения атмосферными частицами.- Л.: Гидрометеоиздат, 1972, 348 с.

89. Сальман Е.М. Радиолокационное исследование структуры ливней и гроз.- Труды ГГО, вып.72, 1957, с.46-56.

90. Самолетная автоматизированная система регистрации и обработки радиометрической информации. /А.И.Вашуков, Г.Д.Горобьев, А.В.Жуков и др.- Труды ГГО, вып.422, 1980, с.101-112.

91. Смелов В.В. Лекции по теории переноса нейтронов.- М.: Атом-издат, 1978, 216 с.

92. Смирнов В.И. К аппроксимации водности облаков.- Труды ЦАО, вып.148, 1982, с.92-101.

93. Степаненко В.Д. Некоторые геометрические характеристики облаков и осадков по радиолокационным наблюдениям.- Труды ГГО, вып.222, 1968, с.132-134.

94. Таблицы по светорассеянию. Том I. Угловые функции. /К.С.Шиф-рин ред., И.Л.Зельманович.- Л.: Гидрометеоиздат, 1966, 366с.

95. Таблицы по светорассеянию. Том 2. Таблицы матриц рассеянияи составляющих рассеянного поля. Д.С.Шифрин ред., И.Л.Зель-манович.- Л.: Гидрометеоиздат, 1968, 471 с.

96. Трапезникова Н.Б. Оценка эффективности метода обнаружения очагов облачности и осадков по измерениям радиотеплового излучения со спутников.- Труды ГОСНИЦИПР, вып.9, 1978, с.67-74.

97. Тихонов A.M., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач.- М.: Наука, 1974, 302 с.

98. Фейгельсон Е.М. Лучистый обмен и облака.- Л.: Гидрометеоиздат, 1970, 230 с.

99. Хргиан А.Х. Физика атмосферы. Том 2.- Л.: Гидрометеоиздат, 1978, 320 с.

100. Чандрасекар С. Перенос лучистой энергии.- М.: Иностранная литература, 1953, 431 с.

101. Черняк М.М. Ослабление электромагнитного излучения малыми каплями воды.- Труды ВГИ, вып.17, 1970, с.274-276.

102. Шифрин К.С. Рассеяние света в мутной среде.- М.: Гостехиз-дат, 1951, 288 с.

103. Шифрин К.С. и др. Влияние вариаций характеристик атмосферы на радиотепловое излучение. Д.С.Шифрин, В.А.Гашко, К.С.Лам-ден.- В кн.: Оптика атмосферы и океана.- Л.: Наука, 1972,с.82-93.

104. Шифрин К.С., Ионина Г.Н. Тепловое излучение и.отражение.от волнующийся поверхности моря.- Труды ГГО, вып.222, 1968, с.22-31.

105. Шифрин К.С. и др. Исследование поля микроволнового излучения в атмосфере. Д.С.Шифрин, Ю.И.Рабинович, Г.Г.Щукин.- Труды ГГО, вып.222, 1968, с.5-18.

106. Шифрин К.С., Черняк М.М. Индикатриссы рассеяния сантиметровой радиации каплями воды.- Труды ГГО, вып.203, 1967,с.139-150.

107. Шифрин К.С., Черняк М.М. Рассеяние сантиметрового излучения каплями воды.- Труды ГГО, вып.203, 1967, с.123-138.

108. Шифрин К.С., Черняк М.М. Поглощение и рассеяние микрорадиоволн в осадках.- Труды ГГО, вып.222, 1968, с.74-82.

109. Шутко A.M. Исследования поверхности акваторий методами СВЧ-радиометрии.- Радиотехника и электроника, т.23, JflO, 1978, с.2107-2119.

110. Щукин Г.Г., Бобылёв Л.П. К вопросу определения влагосодержа-ния облачной атмосферы по радиотепловому излучению.- В кн.: Радиофизические исследования атмосферы.- Л.: Гидрометеоиз-дат, 1977, с.170-181.

111. Эксперимент океан на ИСЗ Космос-1076 и II5I. /Б.А.Нелепо, Н.А.Арманд, Б.Е.Хмыров и др.- Исследования Земли из космоса, 1982, Ш, с.5-12.

112. Alishouse J.С. Precipitable water and rainfall determinations from the SEASAT scanning multichannel microwave radiometer.^ J. Geophys. Res., 1983, vol.88,IT C3, p.1929-1935.

113. Barret A.H., Chung V.K. A method for the determination of high-altitude water vapour abundance from ground-based microwave observations.- J. Geophys. Res., 1962, vol.67,p.4259-4266.

114. Best A.C. The size distribution of rain drops.- Quart. J. Roy. Met. Soc., 1950, vol.76, IT 327, p.16-20.

115. Blume H.I.,Love A.W., van Melle M.J., How V/.-Radiometric observations of sea temperature on 2.65 GHZ over Chesapeake bay.- IEEE trans., vol. AP-25, 1977, IT 1, p.

116. Chang A.T.C.,Milutan A.S. Retrieval of ocean surface and atmospheric parameters from multichannel microwave measurements.- IEEE trans, on geoscience and remote sensing, 1982, 20, IT 2, p.217-224.

117. Gray W.M. Global view of the origin of tropical disturbances and storms.- Monthly Weather Review, 1968, vol.96, N 10,p.669-700.

118. Croom D.L. Stratospheric thermal emission and absorption near the 22.235 GHZ rotational line of water vapour.-J. of Atmos. and Terr. Phys., 1965, vol.27, p.217-233.

119. Huang R.,Liou K.U. Polarised microwave radiation transfer in precipitating cloudy atmospheres: application to window frequencies.-J. Geophye. Res., 1983,vol.88, N C6, p.3885-3893.

120. Jung H.J. The determination of rainfall rates from satellite measurements of the thermal microwave emission.-Contributions to Atmospheric Physics, 1980, vol.53, H 3, p.366-388.

121. Joss J.,Waldvogel A. Raindrops size distribution and sampling size errors.- J. Atmosph. Sci., 1969, vol.26, N 3, p.566.

122. Lamb J. Measurements of the dielectric properties of ice.-Trans. Faraday Soc., 1946, vol.42A, IT 1-2, p.238.

123. Laws J.0.,Parsons D.A. The relation of raindrops size to rain intensity.- Trans. .Am. Geophys. Union, 1943, vol.24, part II, p.452.

124. Lynch P.J.,Wagner R.J. Rough surface scattering, shadowing, multiple scatter and energy conservation.- J. Math. Phys., 1970, И 11, p.3032-3042.

125. Marshall J.S.,Palmer W.M. The distribution of raindrops with size.- J. Meteorol., 1948, vol.5, H 4, p.165.

126. McClatchy I.A.(Ed.) Optical properties of the atmosphere.-Air force Cambridge Research Laboratory, Bedford, Mass., 1970, 124 pp.

127. Meeks M.L.,Lilley A.E. The microwave spectrum of oxygen in the Earth's atmosphere.-J.Geophys.Res., 1963, vol. 68,11 6, p.

128. ITordberg W.,Caneway J.,Ross D.B.,Wilheit T.T. Measurements of microwave emission from a foam-covered, wind-driven sea.-J. Atmos. Sci., 1971, vol.28, IT 3, p.429-435.

129. Probhacara C.,Chang H.D.,Chang A.Т.О. Remote sensing of pre-cipitable water over oceans from Nimbus-7 microwave measurements.- J.Appl.Meteorol., 1982, vol.21, IT 1, p.59-68.

130. Rao M.S.V.,Abbot W.V.,Theon J.S. Satellite derived global oceanic rainfall atlas (1973 and 1974),NASA, Washington,1976.

131. Rosenkranz P.W. Shape of the 5-mm oxygfcn band in the atmosphere.- IEEE trans., 1975, vol.AP-23, N 6, p.498-506.

132. Rosenkranz P.W.,Staelin D.H# Microwave emissivity of ocean foam and its effect on nadiral radiometric measurements.-J. Geophys. Res., 1972, vol.77, IT 33, p.6528-6538.

133. Ross D.B.,Cardone V. Observations of the oceanic whitecaps and their relation to remote measuremets of surface wind speed.- J. Geophys. Res., 1974, vol.79, IT 3, p.444-452.

134. Sabatini R.R.,Heavka D.L.,Агсезе R. Application of the Иш-bus-5 ESMR to rainfall detection over the oceans and to зеа ice detection.-Pinal report, 1975, Earth Satellite Corporation (Earthsat).

135. Staelin D.H.fKunzi K.P.,Pettyjohn R.L. et al. Remote sensing of atmospheric water vapour and liquid water with the Nimbus-5 microwave spectrometer.- J. Appl. J.leteorol., 1976, vol.15,1. Ж 11, p.1204-1214.

136. Staelin D.H. ,Rosenkrans P.V/. High resolution passive microwave satellites. Application review re port.-Mass.Inst, of Techn., Research laboratory of electronics, 1978, Cambridge.

137. Stogrin A. Equations for calculating the dielectric constant of saline water.-IEEE trans.,1971,vol.MTT-19,N 8,p.637-641.

138. Stogrin A. The emissivity of sea foam at microwave frequencies.- J.Geophys.Res., 1972, vol.77, H 9, p.1658-1666.

139. Thrane L. Evaluation of multi-frequency microwave radiometer system perfomance for oceanography.- Boundary Layer Meteor.-1978, H 13, p.373-379.

140. US KAVY. Marine climatic atlas of the world, 1955.

141. Van Vleclc J.H. The absorption of microwaves by oxygen.-Phys. Review, 1947, 71, p.413-424.

142. Webster W.J.,Wilheit Т.Т.,Ross D.B.,Gloersen P. Analysis of the CV-990 passive microwave observation of sea state during BESEX.- В кн.: Советоко-аМ0РИ1<анокий эксперимент "Беринг".-Л.: Гидрометеоиздат, 1975, с.149-164.

143. Webster W.J.,Wilheit Т.Т.fRoss D.B.,Gloersen P. Spectral characteristics of the microwave emission from a wind-driven, foam-covered sea.- J.Geophys.Res., 1976, vol.81, II 18, p.3095-3099.

144. Wentz P.J.A model function for ocean microwave brightness temperature.-J.Geophy3.Res. , 1983, vol.88,11 C3, p. 1892-1908.

145. Wentz P.J. The two scale scattering model for foam-free sea microwave brightness temperature.-J.Geophys.Res., 1975, vol.80, IT 24, p.3441-3446.

146. Y/estwater E.R.,Strand D.N. Statistical information content of radiation measurements used in indirect sensing.-Atmosph. Sci.„ 1968, vol.25, N 9, p.167-197.

147. Wilheit T.T. A review of applications of microwave radiometry to oceanography.-Boundary Layer Met., 1978, II 13, p.277-293.

148. Wilheit Т.Т.,Chang A.T. An algorithm for retrieval of ocean surface and atmospheric parameters from the observation of the scanning multichannel microwave radiometer.-Radio Science, 1980, vol.15, N 3, p.525-544.

149. Wilheit Т.Т.,Chang A.T.,King J.L. et al. Microwave radiometric observations near 19.35, 92 and 183 GHZ of precipitation in tropical storm Cora.- J.Appl.Meteorol., 1982, vol.21,1. U 8, p.1137-1145.

150. Wilheit T.T.,Chahg А.Т.,Rao M.S. et al. A satellite technique for quatitativaly mapping rainfall over the oceans.-J.Appl. Meteorol., 1977, vol.16, IT 5, p.551-560.

151. Wilheit T.T.,Fowler M.G. Microwave radiometric observation of wind spead of the surface of the ocean during'BESEX.-IEEE trans., 1977, vol.AP-25, IT 1, p.111-120.

152. Wilheit T.T., Fowler M.G.,Stambach G.,Gloersen P. Micriwave radiometric determination of atmospheric parameters during Bering Sea Experiment.- В КН.: Советоко-американский ЭКОПв-ршент "Беринг".-JI.:Гвдрометеоиздат, 1975, с. 15-43.

153. T/u S.Т.,Fung А.К. A noncoherent model for microwave emission and back-scattering from the sea surface.-J.Geophys.Res., 1972, vol.77, IT 30, p.5917-5929.

154. Zimmer R.W.,Mizushima Ы. Precize measurement of the microwave absorption frequencies of the oxygen molecule and the velocity of light.- Phys.Review, 1961, 121, p.152-155.