Кіріспе

Атмосфералық сондау немесе атмосфералық профильдеу - атмосфералық бағананың физикалық қасиеттерінің тік таралуын өлшеу, мысалы қысым, температура, жел жылдамдығы және жел бағыты (осылайша желдің қиылысы), сұйық судың мөлшері, озон концентрациясы, ластану және басқа да қасиеттер. Мұндай өлшеулер әр түрлі тәсілдермен, соның ішінде қашықтан зондтау және ин-ситу бақылаулармен жүргізіледі. Ең көп таралған ин-ситу зонды - радиозонд, ол әдетте ауа райы шары, бірақ сонымен қатар ракеталық зонд болуы мүмкін. Қашықтан зондтауды жүргізуде, әдетте, пассивті инфрақызыл және микротолқындық радиометрлер қолданылады: әуедегі аспаптар Жер бетіндегі станциялар Жерді бақылау спутниктік аспаптар, мысалы, AIRS және AMSU әртүрлі планеталардағы атмосфераларды бақылау, мысалы, Марс орбиталық зерттеу орбитасындағы Марс климаты туралы хабарлау

Тікелей әдістер

Атмосфера құрауыштарын тікелей өлшейтін сенсорлар, мысалы термометрлер, барометрлер және ылғалдылық сенсорлары, әуе шарымен, зымыранмен немесе тамшылағышпен жоғарыға жіберілуі мүмкін. Олар сондай-ақ кеме мен ұшақтардың сыртқы корпустарына немесе тіпті мұнараларға орнатылуы мүмкін. Бұл жағдайда өлшеулерді алу үшін тек сақтау құрылғылары және/немесе транспондерлер қажет.

Жанама әдістер

Ең қиын жағдай сенсорларды, негізінен спутникке орнатылған, мысалы, радиометрлер, оптикалық сенсорлар, радар, лидар және потолометр, сондай-ақ содар, өйткені олар қызығушылықты, мысалы, температураны, қысымды, ылғалдылықты және т.б. тікелей өлшемейді. Эмиссия мен сіңіру процестерін түсіну арқылы біз аспабы атмосфераның қабаттары арасында не көріп тұрғанын анықтай аламыз. Бұл құралдарды жер бетіндегі станциялар мен көліктер арқылы да басқаруға болады.Оптикалық әдістерді жер бетіндегі құралдардың ішінде де қолдануға болады. Мысалы, үш NOAA және екі EUMETSAT спутниктерінің AMSU аспаптары бір күннің ішінде бір градустан артық ажыратылымдықпен бүкіл жер шарын өлшеуішке алады. Біз сенсорлардың екі кең класын ажырата аламыз: белсенді, мысалы, радар, олардың өз көзі бар, және тек бар нәрсені ғана анықтайтын пассив. Пассивті аспап үшін әр түрлі көздер болуы мүмкін, соның ішінде шашыраңқы сәулелену, күн, ай немесе жұлдыздардан тікелей сәуле шашыраған жарық - бұл визуалды немесе ультрафиолет диапазонында көбірек орынды, сондай-ақ ыстық заттардан сәуле шашыраған жарық, бұл микротолқынды және инфрақызыл диапазонда орынды.

Геометрияны қарау

Айналадағы суды түсіретін аппарат атмосфераның жер бетінен жоғары қарайтын шетін қарастырады. Ол екі жолмен жүзеге асады: немесе жердің артында көз жасырынғандықтан, күнді, айды, жұлдызды немесе басқа да спутниктерді жер беті арқылы бақылайды, немесе бос кеңістікке қарап, осы көздердің бірінен шашыраған сәулелерді жинайды. Ал, надирлік үнділік атмосфера арқылы жер бетіне төмен қарай (надирде) қарайды. SCIAMACHY аспап осы үш режимде де жұмыс істейді. Зениттік зонд жер бетіндегі жерден жоғары қарай қарайды.

Ерітінді әдістері

Егер мәселе сызықтық болса, біз матрицалық кері әдісті қолдана аламыз. Көбінесе мәселе дұрыс емес немесе тұрақсыз, сондықтан оны ретке келтіру керек: жақсы, қарапайым әдістерге қалыпты теңдеу немесе дара мәнді ыдырау кіреді. Егер мәселе әлсіз сызықтық болмаса, онда Ньютон-Рафсон сияқты итерациялық әдіс орынды болуы мүмкін. Кейде физиканы дәл модельдеу өте күрделі болады немесе алдыңғы модель кері әдісте тиімді пайдаланылуы үшін тым баяу болады. Бұл жағдайда статистикалық немесе машиналық оқыту әдістері, мысалы сызықтық регрессия, нейрондық желілер, статистикалық жіктеу, ядролық бағалау және т.б. өлшеу кеңістігіне күй кеңістігін карталау үлгілерінің реттелген жұптарының жинағына негізделген кері модельді қалыптастыру үшін пайдаланылуы мүмкін, яғни, Олар модельдерден (e) де шығарылуы мүмкін. g. динамикалық модельдерден алынған күй векторлары және сәулелену трансферінен немесе ұқсас алдыңғы модельдерден алынған немесе тікелей эмпирикалық өлшеуден алынған өлшеу векторлары. Статистикалық әдіс тиімдірек болатын басқа жағдайларда жоғары сызықтық емес проблемалар жатады.