Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Специальный датчик микроволновой/изображающей системы (SSM/I) — это семиканальная, четырехчастотная, линейно поляризованная пассивная микроволновая радиометрическая система. Он установлен на борту спутников блока 5D-2 Программы метеорологических спутников обороны ВВС США (DMSP). Прибор измеряет температуру яркости микроволнового излучения (ТБ) поверхности/атмосферы на частотах 19,35, 22,235, 37,0 и 85,5 ГГц. Четыре частоты принимаются в горизонтальной и вертикальной поляризации, за исключением 22 ГГц, которая принимается только в вертикальной. SSM/I стал очень успешным инструментом, превзойдя конструкции радиометров с поперечным сканированием и радиометров Дикка, использовавшиеся в предыдущих системах. Его сочетание вращающегося сканирования с постоянным углом и конструкция радиометра полной мощности стали стандартом для пассивных микроволновых изобразителей, например, TRMM Microwave Imager и AMSR. Его предшественник, многоканальный микроволновой радиометр (SMMR), предоставлял аналогичные данные. Его преемник, специальный микроволновый изобразитель/звундер (SSMIS), представляет собой усовершенствованную одиннадцатиканальную, восьмичастотную систему.
The Special Sensor Microwave/Imager (SSM/I) is a seven channel, four frequency, linearly polarized passive microwave radiometer system. It is flown on board the United States Air Force Defense Meteorological Satellite Program (DMSP) Block 5D 2 satellites. The instrument measures surface/atmospheric microwave brightness temperatures (TBs) at 19.35, 22.235, 37.0 and 85.5 GHz. The four frequencies are sampled in both horizontal and vertical polarizations, except the 22 GHz which is sampled in the vertical only. The SSM/I has been a very successful instrument, superseding the across track and Dicke radiometer designs of previous systems. Its combination of constant angle rotary scanning and total power radiometer design has become standard for passive microwave imagers, e. g. TRMM Microwave Imager, AMSR. Its predecessor, the Scanning Multichannel Microwave Radiometer (SMMR), provided similar information. Its successor, the Special Sensor Microwave Imager / Sounder (SSMIS), is an enhanced eleven channel, eight frequency system.
Продукты
Наряду со своим предшественником SMMR, SSM/I вносит вклад в архив глобальных пассивных микроволновых продуктов с конца 1978 года по настоящее время. Информация, полученная из измерений яркостной температуры SSM/I (TBs), позволяет определять четыре важных метеорологических параметра над океаном: скорость ветра вблизи поверхности (примечание: скалярная, а не векторная), общее содержание водяного пара в столбе атмосферы, общее содержание жидкой воды в облаках (путь жидкой воды) и количество осадков. Однако точное и количественное измерение этих параметров по данным яркостной температуры SSM/I – непростая задача. Изменения метеорологических параметров значительно влияют на значения яркостной температуры. Помимо определения параметров над открытым океаном, также возможно количественно достоверно оценивать характеристики морского льда, снежного покрова на суше и количество осадков над сушей.
Along with its predecessor SMMR, the SSM/I contributes to an archive of global passive microwave products from late 1978 to present. Information within the SSM/I TBs measurements allow the retrieval of four important meteorological parameters over the ocean: near surface wind speed (note scalar not vector), total columnar water vapor, total columnar cloud liquid water (liquid water path) and precipitation. Accurate and quantitative measurement of these parameters from the SSM/I TBs is, however, a non trivial task. Variations within the meteorological parameters significantly modify the TBs. As well as open ocean retrievals, it is also possible to retrieve quantitatively reliable information on sea ice, land snow cover and over land precipitation.
Характеристики прибора
Спутники блока 5D-2 находятся на круговых или близких к круговым солнечно-синхронных и околополярных орбитах на высоте 833 км с наклонением 98,8° и орбитальными периодами 102,0 минуты, совершая каждый 14,1 полного оборота в день. Направление сканирования – слева направо, при этом измерения активной сцены охватывают ± 51,2 градуса относительно направления взгляда вперёд (F10–F15) или назад (F8) по направлению движения космического аппарата. Это обеспечивает номинальную ширину полосы обзора 1394 км, позволяя часто покрывать земную поверхность, особенно на высоких широтах. Все части земного шара на широтах, превышающих 58°, покрываются как минимум дважды в день, за исключением небольших неизмеренных круговых секторов радиусом 2,4° вблизи полюсов. Крайние полярные области (> 72° с.ш. или ю.ш.) получают покрытие от двух или более проходов как с восходящих, так и с нисходящих орбит ежедневно. Скорость вращения SSM/I обеспечивает период 1,9 секунды, в течение которого подспутниковая точка космического аппарата DMSP проходит 12,5 км. При каждом сканировании снимается 128 дискретных, равномерно распределенных радиометрических измерений на двух каналах 85 ГГц, а при каждом втором сканировании – 64 дискретных измерения на оставшихся 5 каналах более низкой частоты. Разрешение определяется пределом Найквиста и вкладом земной поверхности в полосу пропускания сигнала 3 дБ на заданной частоте (см. таблицу). Направление радиометра пересекает поверхность Земли под номинальным углом падения 53,1 градуса, отсчитываемым от местной нормали к поверхности Земли. + Радиометрические характеристики SSM/I. Частота (ГГц) Поляризация Разрешение вдоль траектории (км) Разрешение поперек траектории (км) Пространственная дискретизация (км) Шум прибора (К) 19.35 горизонтальная 69 43 25 0.42 19.35 вертикальная 69 43 25 0.45 22.235 вертикальная 50 40 25 0.74 37.0 горизонтальная 37 28 25 0.38 37.0 вертикальная 37 28 25 0.37 85.5 горизонтальная 15 13 12.5 0.73 85.5 вертикальная 15 13 12.5 0.69
The Block 5D 2 satellites are in circular or near circular Sun synchronous and near polar orbits at altitudes of 833 km with inclinations of 98.8° and orbital periods of 102.0 minutes, each making 14.1 full orbits per day. The scan direction is from the left to the right with the active scene measurements lying ± 51.2 degrees about when looking in the F8 forward (F10–F15) or aft (F8) direction of the spacecraft travel. This results in a nominal swath width of 1394 km allowing frequent ground coverage, especially at higher latitudes. All parts of the globe at latitudes greater than 58° are covered at least twice daily except for small unmeasured circular sectors of 2.4° about the poles. Extreme polar regions (> 72° N or S) receive coverage from two or more overpasses from both the ascending and descending orbits each day. The spin rate of the SSM/I provides a period of 1.9 sec during which the DMSP spacecraft sub satellite point travels 12.5 km. Each scan 128 discrete, uniformly spaced radiometric samples are taken at the two 85 GHz channels and, on alternate scans, 64 discrete samples are taken at the remaining 5 lower frequency channels. The resolution is determined by the Nyquist limit and the Earth surface's contribution of 3 dB bandwidth of the signal at a given frequency (see Table). The radiometer direction intersects the Earth's surface at a nominal incidence angle of 53.1 degrees, as measured from the local Earth normal. + Radiometric characteristics of the SSM/I. Frequency (GHz) Polarization Along track resolution (km) Cross track resolution (km) Spatial sampling (km) Instrument noise (K) 19.35 horizontal 69 43 25 0.42 19.35 vertical 69 43 25 0.45 22.235 vertical 50 40 25 0.74 37.0 horizontal 37 28 25 0.38 37.0 vertical 37 28 25 0.37 85.5 horizontal 15 13 12.5 0.73 85.5 vertical 15 13 12.5 0.69