Разработка методов определения атмосферных параметров по результатам измерения теплового излучения Земли
Диссертация
При разработке алгоритма прямой модели, полученные модельные спектры сравнивались как с модельными спектрами, полученными другими авторами, так и с измеренными спектрами такими приборами как IMG/ADEOS, EISAR и TIIS. При этом использовались модельные атмосферы близкие к условиям измерения. При разработке алгоритмов решения обратной задачи были испытаны несколько градиентных методов на скорость… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Обзор существующих методов восстановления атмосферных параметров
- Глава 2. Реализованные модели и алгоритмы
- 2. 1. Уравнение переноса
- 2. 2. Обратная задача
- 2. 3. Весовые функции и выбор спектрального интервала
- 2. 4. Программное обеспечение FIRE-ARMS
- Глава 3. Результаты обработки спектров IMG/ADEOS
- Заключение 89 Цитируемая
- литература
Список литературы
- Боглаев Ю.П. Вычислительная математика и программирование: Учеб. Пособие для студентов втузов. — М.: Высш.шк., 1990. — 544с.
- Вайнштейн JJ.A., Собельман И. И., Юкое А. Е. Возбуждение атомов и уширение спектральных линий. -М.: Наука, 1979. 820с.
- Грибанов К.Г., Захаров В. И. Радиационные режимы атмосферы Земли с учетом пороговых особенностей поглощения уходящего излучения в окне прозрачности 8−13 мкм // Вычислительные технологии. Новосибирск: ИВТ СО РАН, 1994. — т. 3. — вып. 8. — С. 62−71.
- Грибанов К.Г., Захаров В. И., Ташкун С. А., Пакет программ FIRE-ARMS и его применение в задачах пассивного ИК-зондирования атмосферы // Оптика атмосферы и океана. 1999. — Том. 12. -№ 4. — С.372−378.
- Грибанов К.Г., Захаров В. И. О возможности мониторинга содержания HD0/H20 в атмосфере используя наблюдения из Космоса уходящего теплового излучения // Оптика атмосферы и океана. 1999. — т. 12. — № 9. — с. 1−3.
- Захаров В. К, Прокопьев В. Е., Шмелев В. М., Грибанов КГ. Устойчивость современного температурного состояния Земли. Томск, 1991. — 14с. (Препринт Томского научного центра СО АН СССР, N 7).
- Захаров В.И., Шмелев В. М., Прокопьев В. Е., Грибанов К. Г. Влияние полосы прозрачности атмосферы 8−13 мкм на устойчивость теплового состояния Земли // Атомная энергия. 1992. — т. 72. — вып.1. — С.98−106.
- Зуев В.Е. Распространение видимых и инфракрасных волн в атмосфере. М.: Сов. радио, 1970.-496с.
- Зуев В.Е., Зуев В. В. Дистанционное оптическое зондирование атмосферы. -Санкт-Петербург, Гидрометеоиздат, 1992. 275 с.
- Кондратьев К.Я., Тимофеев Ю. М. Термическое зондирование атмосферы со спутников. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. — 280с.
- Кондратьев К.Я. Природные и антропогенные изменения климата. Л.: Наука, 1986.-56с.
- Котляр И.Б., Новак Б. Л. Оценка точности восстановления температурного профиля атмосферы по дистанционным измерениям в микроволновом диапазоне 117−118.5 ГГц // Исследование Земли из космоса. 1987. -№ 6. -с.57−62.
- Лоудон Р. Квантовая теория света: Пер. с англ. М.: Мир, 1976. — 488с.
- Малкевич М.С. Оптические исследования атмосферы со спутников. М.: Наука, 1973.-303с.
- Марчук Г. И., Кондратьев К. Я., Приоритеты глобальной экологии. М.: Наука, 1992.-264с.
- Матвеев Л.Т. Теория общей циркуляции атмосферы и климата Земли. Л.: Гидрометеоиздат, 1991.-296с.
- Мину М. Математическое программирование: Пер. с фр., 1990. -488с.
- Поляков A.B. К вопросу об использовании априорной статистической информации при решении нелинейных обратных задач атмосферной оптики // Исслед. Земли из космоса. 1996. — № 3. — с. 11−15.
- Рао С. Р. Линейные статистические методы и их применения. М.: Наука, 1968.-548 с.
- Несмелова Л.И., Родимова О. Б., Творогов С. Д. Контур спектральной линии и межмолекулярное взаимодействие. Новосибирск: Наука, 1986. — 216с.
- Тимофеев Ю.М. Спутниковые методы исследования газового состава атмосферы (обзор) // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 1989. — Т.26. -№ 5. — с.451−472.
- Плохенко Ю.В. Совместное оценивание атмосферного профиля температуры и излучательной способности земной поверхности на основе спутниковых измерений микроволнового диапазона // Исслед. Земли из космоса. 1996. -№ 5. — с.26−31.
- Тимофеев Ю.М., Мартынов A.A. Об определении температуры и излучательной способности суши из космоса // Исслед. Земли из космоса. -1996. № 4. — с.12−17.
- Тихонов А.Н., Арсенин В. Я. Методы решения некорректных задач.-М.: Наука, 1979.-255с.
- Тихонов А.Н., Гончарский A.B., Степанов В. В., Ягола А. Г. Численные методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1990. — 232с.
- Успенский А.Б., Соловьев В. И. Современное состояние и перспективы развития дистанционных методов определения температуры поверхности океана из космоса // Исслед. Земли из космоса. 1998. — № 1. — с. 102−112.
- Успенский А.Б., Троценко А. Н., Рублев А. Н., Романов С. В., Романов П. Ю. Определение общего содержания малых газовых составляющих атмосферы с помощью ИК-зондировщика IASI // Исследования Земли из космоса. 1998. — № 2. — с.3−16.
- Amato U., Serio С. CHIARA project: Convolution of High-resolution Interferograms and Advanced Retrieval in the Atmosphere // The Second ADEOS Symposium/Workshop: Proceedings. Yokohama, Japan, 1997. — p.608.
- Amato U., Cuomo V., De Feis I., Romano F., Serio C., and Kobayashi H. Inverting for geophysical parameters from IMG radisnces // IEEE Transactions on Geosciences and Remote Sensing. 1999. — Vol.37. — No.3. — pp. 1620−1656.
- Anderson G.P., Clough S.A., Kneizys F.X., Chetwynd J.H., and Shettle E.P. AFGL atmospheric constituent profiles (0−120 km) // AFGL-TR-0110, Environmental Research Paper 954, Air Force Geophysics Laboratory, 1986. 43pp.
- Best M.J., A quasi-Newton method can be obtained from a method of conjugate directions // Mathematical Programming. 1978. — Vol.15. — pp. 189−199.
- Casse V. The IASI program in the framework of Meteo-France // 8th International Workshop on Atmospheric Science from Space Using High Resolution Fourier Transform Spectrometry at Meteo France in Toulouse: Proceedings. Toulouse, 1998.-R9.
- AA.Chedin A., Scott N.A., Wahiche C., and Mouliner P. The improved initialization inversion method, A high resolution physical method for temperature retrievals from satellites of TIROS-N series // J.Clim.Appl.Meteorol. 1985. — Vol.24. -pp.128−143.
- Dansgaard W. Stable isotopes in precipitation // Tellus. 1964. — Vol.16. — No. 4. -pp.436−468.
- Diebel D., Cayla F., Phulpin T. IASI mission rationale and requirements. Technical report IA-SM-0000−10-CNE/EUM, EUMETSAT // Meteo-France, CNES, 1996.-32p.
- Edwards D.P. and Francis G.L. Improvements to the correlated-^: radiative transfer method: Application to satellite infrared sounding // Journal of Geophysical Research. -2000. Vol.105. -No.D14. — pp. 18 135−18 156.
- Fomin B.A. Effective interpolation technique for line-by-line calculations of radiation absorption in gases // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 1995. -Vol.53. -No.6.-pp.663−669.
- Francois C., Ottle C. Atmospheric corrections in the thermal infrared, global and water vapor dependent split-window algorithms-applications to ASTR and AVHRR data // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 1996. — Vol.34. — No.2. -pp.457−470.
- Garand L., Turner D.S., Chouinard C., and Halle J. A Physical Formulation of Atmospheric Transmittances for the Massive Assimilation of Satellite Infrared Radiances // Journal of Applied Meteorology. 1999. — Vol.38. — pp.541−554.
- Garand L. Sensitivity of Retrieved Atmospheric Profiles from Infrared Radiances to Physical and Statistical Parameters of the Data Assimilation System // Atmosphere-Ocean. 2000. — Vol.38. — No.3. — pp.431−455.
- Gribanov K.G., Zakharov V.I., Tashkun S.A., Tyuterev VI.G. A new software tool for radiative transfer calculations and its application to IMG/ADEOS data // JQSRT. 2001. — Vol. 68. — No.4. — pp. 435−451.
- Humlichek J. Optimized computation of the Vogt and complex probability functions // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 1982. — Vol.27. — pp.437−444.
- Hansen P.C., O’Leary D.P. The use of the L-curve in the regularization of discrete ill-posed problems // SIAM J.Sci.Comput. 1993. — Vol. 14(6). -pp.1487−1503.
- Jucks K.W., Rodrigues R., Le Doucen R., Claveau C., Traub W.A., Model, software, and database for computation of line-mixing effect in infrared Q branches of atmospheric C02: II Minor and asymmetric isotopomers // JQSRT. -1999.-vol.63.-pp.31−48.
- Klein M., Gasiewski A.J. Nadir sensitivity of passive millimeter and submillimeter wave channels to clear air temperature and water vapor variations // JGR. 2000. -Vol.105.-No.D13.-pp.l7481−17 511.
- Kobayashi H. IMG program report // The Third ADEOS Symposium: Proceedings. Sendai, Japan, 1998. — pp.65−82.
- Kuntz M. A new implementation of the Humlichek algorithm for the calculation of the Voigt profile function // J.Quant.Spectrosc.Radiat.Transfer. 1997. — Vol.57. -No.6. — pp.819−824.
- Kuntz M., Hopfner M. Efficient line-by-line calculation of absorption coefficients // JQSRT. 1999. — Vol.63. — pp.97−114.
- Lubrano A.M., Serio C., Clough S.A., Kobayashi H. Simultaneous inversion for temperature and water vapor from IMG radiances // Geophysical Research Letters. 2000. — Vol.27. — No. 16. — pp.2533−2536.
- Price J.C. Land surface temperature measurements from the split window channels of NOOA-7 AVHRR // J.Geophys.Res. 1984. — Vol.89. — No.5. -pp.542−551.
- Report of the experts meeting on aerosol and their climatic effects (Williamsburg, Virginia, USA, 1983).
- Rogers C.D. Characterization and Error Analysis of Profiles Retrieved From Remote Sounding Measurements // Journal of Geophysical Research. 1990. -vol.95. — No. D5. — pp. 5587−5597.
- Rogers C.D. Inverse methods for atmospheric sounding. Theory and practice. -World Scientific, 2000. 206p.
- Shibata K., and Aoki T. An Infrared Radiative Scheme for Numerical Models of Weather and Climate // Journal of Geophysical Research. 1989. — Vol.94. -No.D12. — pp. 14 923−14 943.
- Spankuch D., Dohler W., Guldner J. And Keens A. Ground-Based Passive Atmospheric Remote Sounding by FTIR Emission Spectroscopy First Results with EISAR // Beitr.Phys.Atmosph. — 1996. — Vol.69. — No.l. — pp.97−111.
- Tange Y. OCTS Development Status // The First ADEOS Symposium/Workshop: Proceedings. Kyoto, Japan, 1994. — Vol.1, -pp.27−38.
- Tipping R.H., and Ma Q. Theoretical calculation of the water vapor continuum // Proceedings of the 5th Workshop on ASSFTS. Tokyo, Japan, 1994. — pp.255 277.
- Tojima Y., Maksyutov S., Machida T., and Inoue G. Airborne measurements of atmospheric methane over oil fields in western Siberia // Geophysical Research Letters. 1996. — Vol.23. — No. 13. — pp. 1621−1624.
- Tojima Y., Wakita H., Maksyutov S., Machida T., Inoue G., Vinnichenko N., Khattatov V. Distribution of tropospheric methane over Siberia in July 1993 // JGR. 1997. — Vol.102. — No. D21. — pp.25 371−25 382.
- Yoshigahara C. Algorithm of the Level 2 Processing // The Second ADEOS Symposium/Workshop: Proceedings. Yokohama, Japan, 1997. -p.604.
- Zakharov V.I., Shmelev V.M., Gribanov R.G., Prokop’ev V.E. Influence of Atmospheric Transparency Window 8−13 mm on Thermal Stability of the Earth Atmosphere // Proceedings of ASA Colloquium. Reims, France, 1993. — p.39.
- Zakharov V.l., Gribanov K.G., Shmelev V.M., Chursin A.A., Husson N.,
- Golovko V.F., and Tyuterev VI.G. Temperature dependence of atmospherictransparency function in field of 400−5000 cm"1 and model of explosivethgreenhouse effect // The 5 Workshop on ASS/FTS: Proceedings. Tokyo, Japan, 1994.-pp.419−445.