Специальный датчик Микроволновая печь / Imager (SSM / I) , семь каналов, четыре частоты, линейно поляризованный пассивный радиометр СВЧ - система. [1] Он летает на борту спутника Метеорологической спутниковой программы ВВС США (DMSP) Block 5D-2. Прибор измеряет яркостные микроволновые температуры (ТБ) поверхности / атмосферы на частотах 19,35, 22,235, 37,0 и 85,5 ГГц. Четыре частоты дискретизируются как в горизонтальной, так и в вертикальной поляризациях , за исключением частоты 22 ГГц, которая дискретизируется только в вертикальной. [2]
SSM / I оказался очень успешным прибором, заменив радиометры Дикке и поперечные радиометры предыдущих систем. Его комбинация вращающегося сканирования с постоянным углом и конструкция радиометра полной мощности стала стандартом для пассивных микроволновых формирователей изображения, например, TRMM Microwave Imager, AMSR.
Его предшественник, сканирующий многоканальный микроволновый радиометр (SMMR), предоставил аналогичную информацию. Его преемник, специальный датчик микроволнового тепловизора / эхолота ( SSMIS ), представляет собой усовершенствованную одиннадцатиканальную восьмичастотную систему.
Продукты [ править ]
Наряду со своим предшественником SMMR, SSM / I вносит свой вклад в глобальный архив пассивных микроволновых устройств с конца 1978 года по настоящее время.
Информация в измерениях SSM / I TBs позволяет получить четыре важных метеорологических параметра над океаном: скорость приповерхностного ветра (обратите внимание на скаляр, а не вектор ), общий столбчатый водяной пар , общий столбчатый поток жидкой воды в облаках ( путь жидкой воды ) и осадки. Однако точное и количественное измерение этих параметров из SSM / I TB является нетривиальной задачей. Изменения метеорологических параметров значительно изменяют ТБ. Так же , как в открытом океане извлечений, также можно получить количественно достоверную информацию о морском льде , [3] земля снежного покрова и по суше осадках.
Характеристики инструмента [ править ]
Спутники Block 5D-2 находятся на круговых или почти круговых солнечно-синхронных и околополярных орбитах на высоте 833 км с наклонением 98,8 ° и периодом обращения 102,0 минуты, каждый совершает 14,1 полных витков в сутки. Направление сканирования - слева направо, при этом измерения активной сцены лежат в пределах ± 51,2 градуса при взгляде в направлении F8 вперед (F10 – F15) или назад (F8) относительно движения космического корабля. Это приводит к номинальной ширине полосы обзора 1394 км, что обеспечивает частое покрытие земли, особенно в высоких широтах. Все части земного шара на широте выше 58 ° покрываются не менее двух раз в день, за исключением небольших неизмеренных круговых секторов в 2,4 ° вокруг полюсов. Крайние полярные регионы (> 72 ° с.ш. или ю.ш.) получают покрытие от двух или более путепроводов как с восходящей, так и с нисходящей орбиты каждый день.
Скорость вращения SSM / I обеспечивает период 1,9 секунды, в течение которого подспутниковая точка космического корабля DMSP проходит 12,5 км. При каждом сканировании 128 дискретных, равномерно распределенных радиометрических отсчетов берутся на двух каналах 85 ГГц, а при альтернативном сканировании берутся 64 дискретных отсчета на оставшихся 5 более низкочастотных каналах. Разрешение определяется пределом Найквиста и вкладом земной поверхности в ширину полосы 3 дБ сигнала на данной частоте (см. Таблицу). Направление радиометра пересекает поверхность Земли под номинальным углом падения 53,1 градуса, измеренным от местной нормали к Земле.
| Частота (ГГц) | Поляризация | Разрешение по трассе (км) | Поперечное разрешение (км) | Пространственная выборка (км) | Инструментальный шум (K) |
|---|---|---|---|---|---|
| 19,35 | горизонтальный | 69 | 43 год | 25 | 0,42 |
| 19,35 | вертикальный | 69 | 43 год | 25 | 0,45 |
| 22,235 | вертикальный | 50 | 40 | 25 | 0,74 |
| 37,0 | горизонтальный | 37 | 28 год | 25 | 0,38 |
| 37,0 | вертикальный | 37 | 28 год | 25 | 0,37 |
| 85,5 | горизонтальный | 15 | 13 | 12,5 | 0,73 |
| 85,5 | вертикальный | 15 | 13 | 12,5 | 0,69 |
История инструмента [ править ]
SMMR был запущен на Seasat и NASA Nimbus 7 в 1978 году. Последний работал до 1987 года.
SSM / I почти непрерывно работает на рейсах F8-F15 (не F9) блока 5D-2 (не F9) с июня 1987 года. Обеспокоенность относительно работоспособности радиометра во всем диапазоне условий космической среды привела к тому, что прибор F8 был отключен в начале декабря. 1987, чтобы избежать перегрева. Канал с вертикальной поляризацией 85 ГГц не включился в январе 1988 года. Анализ показал недостаточную тепловую защиту радиометров датчика из-за чрезмерного нагрева в перигелии . Горизонтальная поляризация на частоте 85 ГГц впоследствии значительно увеличила радиометрические ошибки и была отключена летом 1988 года.
Запуск следующего SSM / I на борту спутника F10 состоялся 1 декабря 1990 г., но не был полностью успешным. Взрыв ракеты-носителя оставил F10 на эллиптической орбите. Угол падения прицела F10 SSM / I будет изменяться по отношению к Земле на каждой орбите, и это также изменит площадь поверхности Земли, видимую радиометром. Отклонения в угле падения до 1,4 ° были довольно большими и могли бы изменить характеристики некоторых геофизических алгоритмов, если бы их не приняли во внимание. Кроме того, соответствующие изменения ширины полосы обзора от минимум 1226 км в перигее до 1427 км в апогее изменили количество излучения, наблюдаемого радиометрами F10 SSM / I. Некруговая орбита также вызвала небольшую прецессию времени пересечения экватора F10 на 50 секунд в неделю.
У тепловизора F12 была отложенная дата запуска (космический корабль не входил в последовательность сборки DMSP) из-за неисправного SSM / I. Однако дополнительное время и затраты, потраченные на устранение проблемы, не помогли. SSM / I не смог «раскрутиться» после запуска, и, следовательно, данные с этого прибора были недоступны. Все SSM / Is на F11, F13, F14 и F15 дали отличные данные.
До того, как F8 был выведен из эксплуатации, он помогал в исследованиях по измерению пассивных микроволн при более высоких углах падения на Землю (т.е.> 51 градус). Увеличение угла позволит использовать большую ширину полосы обзора, что даст больший охват поверхности Земли. Эксперимент F8 Tilt (см. Ссылки) проводился с 25 июня по 13 июля 1993 года.
| спутник | Восходящее экваториальное время при запуске | Восходящее экваториальное время (1995 г.) | Восходящее экваториальное время (текущее) | Нисходящее экваториальное время (текущее) | Дата запуска | Завершить миссию / оперативную поддержку |
|---|---|---|---|---|---|---|
| F8 | 6h15 | 6ч17 | N / A | Н / Д (должно быть 18х17) | 1987-06-18 | 1991-08-13 |
| F10 | 19х42 | 22ч 09 | N / A | Н / Д (должно быть 10х09) | 1990-12-01 | 1997/11 |
| F11 | 17:00 | 18h25 | 19х38 | 7х25 (должно быть 7х25) | 1991-11-28 | 2000/08 |
| F13 | 17ч42 | 17ч43 | 18h33 | 6ч33 | 1995-03-24 | Оказание первичной поддержки |
| F14 | 20ч21 | N / A | 19ч08 | 7ч 08 | 1997/05 | 2008-8-23 |
| F15 | 21:31 | N / A | 20х42 | 8ч42 | 1999-12-12 | Оказание первичной поддержки |
| F16 (несет новый датчик SSMIS ) | 21h05 | N / A | 21h05 | 9h05 | 2003-10-18 | N / A для исследовательского сообщества |
Все F17, F18 и F19 несут SSMIS .
Ссылки [ править ]
- ^ a b Холлингер, JP 1989: DMSP Special Sensor Microwave / Imager Calibration / Validation . Заключительный отчет, Vol. I., Отделение космического зондирования, Лаборатория военно-морских исследований, Вашингтон, округ Колумбия
- ^ "Продукты со специальным датчиком микроволнового излучения / имидж-сканера (SSM / I) и со специальным датчиком для микроволнового датчика изображения (SSMIS), глобальные сетевые продукты") . Национальная служба спутников, данных и информации об окружающей среде (NESDIS), NOAA . Проверено 24 декабря 2010 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ Ахмад, Сурайя. «Данные о концентрации морского льда SMMR & SSM / I» . Архивировано 27 августа 2005 года. CS1 maint: не рекомендуется параметр ( ссылка ) CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
Внешние ссылки [ править ]
- F8 Tilt эксперимент
- Ежедневное извлечение атмосферы за океаном с помощью SSM / I
- Получение метеорологических параметров SSM / I с несколькими DMSP почти в реальном времени из NESDIS
- Руководство пользователя USAF SSM / I
