Том 22, номер 02, статья № 8

Аннотация:

Спутниковые измерения интенсивности уходящего (отраженного и рассеянного) коротковолнового излучения, выполненные в нескольких углах визирования (многоугловые измерения), используются для восстановления оптических параметров безоблачной атмосферы. Предлагается постановка задачи комплексного восстановления аэрозольных оптических характеристик (одновременно как ослабления, так и рассеяния) на основе уравнений теории переноса рассеянного излучения при минимальном использовании априорной информации. Рассматривается простейший вариант: стандартная схема освещения плоской атмосферы параллельными солнечными лучами, принимается модель, однородная по вертикали атмосферы. При этом восстанавливаются оптические параметры, усредненные по всей толще атмосферы. Индикатриса рассеяния аппроксимируется однопараметрическими формулами с параметром, равным среднему косинусу индикатрисы. В рамках рассматриваемой простейшей модели для решения задачи использованы различные численные алгоритмы, основанные на поиске минимального отклонения расчетов и измерений, и аналитический метод однократного рассеяния света. Все алгоритмы были протестированы в численных экспериментах. Для первой группы алгоритмов средняя погрешность полученных решений мало отличается от априорной. Во втором случае обнаружена множественность решений. Проведен подробный анализ эффекта множественности.

Ключевые слова:

многоугловые измерения интенсивности, обратная задача, численные эксперименты, сравнение алгоритмов

Список литературы:

1. http://parasol-polder.cnes.fr/en/index.htm, 2008.
2. http://smsc.cnes.fr/POLDER/, 2008.
3. http://eosweb.larc.nasa.gov/, 2008.
4. Melnikova I.N., Nakajima T. Single scattering albedo and optical thickness of stratus clouds obtained from "POLDER" measurements of reflected radiation // Earth Observations and Remote Sens. 2000. V. 16. N 3. P. 1-16.
5. Васильев А.В., Мельникова И.Н. Коротковолновое солнечное излучение в атмосфере Земли. Расчеты. Интерпретация. Измерения. СПб.: НИИХ СПбГУ, 2002. 388 с.
6. Melnikova I., Vasilyev A., Konovalov N. Retrieval of cloud optical parameters form data of reflected radiance multiangle observation (Proc. Paper) // Proc. SPIE. 2008. V. 6745. doi: 10.1117/12.728010. (electronic form). http://spiedigitallibrary.aip.org/browse/vol_range.jsp.
7. Leroy M., Deuze J.L., Breon F.M., Hautecoeur O., Herman M., Buriez J.C., Tanre D., Bouffies S., Chazette P., Roujean J.L. Retrieval of atmospheric properties and surface bidirectional reflectances over land from POLDER/ADEOS // J. Geophys. Res. D. 1997. V. 102. N 14. P. 17023-17037.
8. Sano I. Optical thickness and Angstrom exponent of aerosols over the land and ocean from space-borne polarimetric data // Adv. Space. Res. 2004. V. 34. N 4. P. 833-837.
9. Lebsock M.D., L'Ecuyer T.S., Stephens G.L. Information content of near infra-red spaceborne multiangular polarization measurements for aerosol retrievals // J. Geophys. Res. D. 2007. V. 112. N 14. Article N D14206, doi: 10.1029/2007JD008535.
10. Kokhanovsky A.A., Breon F.M., Cacciary A., Carboni E., Diner D., Di Nicolantonio W., Grainger R.G., Grey W.M.F., Holler R., Lee K.H., Li Z., North P.R.J., Sayer A.M., Thomas G.E., von Hoyningen-Huene W. Aerosol remote sensing over land: A comparison of satellite retrievals using different algorithms and instruments // Atmos. Res. 2007. V. 85. N 3-4. P. 372-394.
11. Тимофеев Ю.М., Васильев А.В. Теоретические основы атмосферной оптики. СПб.: Наука, 2003. 474 с.
12. Соболев В.В. Рассеяние света в атмосферах планет. М.: Наука, 1972. 335 с.
13. Минин И.Н. Теория переноса излучения в атмосферах планет. М.: Наука, 1988. 264 с.
14. Терехов А.С. Лекции по теории и приложениям искусственных нейронных сетей. 1998. Интернет-издание: http://alife.narod.ru/lectures/neural/Neu_index. htm, 2008.
15. Бокс Д., Дженкинс Г. Анализ временных рядов / Пер. с англ. А.Л. Левшина. Вып. 1. Прогноз и управление. М.: Мир, 1974. 406 с.
16. Тимофеев Ю.М., Поляков А.В. Математические аспекты решения обратных задач атмосферной оптики. СПб.: Изд-во СПб. ун-та, 2001. 188 с.
17. Тихонов А.Н., Ареснин В.Я. Методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1986. 288 с.