Презентация на тему: Глобальная система мониторинга атмосферы Земли

Составитель: проф. Тимофеев Ю.М. Составитель: проф. Тимофеев Ю.М. На основе сайтов NASA, ESA, WMO и т.д., презентаций различных ученых (W.L. Smith, J. Burrows, H. Fischer, H. Grussl, А.Б. Успенский, В.В. Асмус и др.).

1. Контроль за состоянием атмосферы и поверхности, в частности, обнаружение 1. Контроль за состоянием атмосферы и поверхности, в частности, обнаружение стихийных бедствий и катастроф. 2. Осуществление прогнозов погоды различной заблаговременности. 3. Исследования климата Земли и прогноз возможных изменений. 4. Научно-исследовательские задачи.

Развитие различных областей физики и химии дали исследователям атмосферы широкий набор методов и средств измерений различных параметров атмосферы и Развитие различных областей физики и химии дали исследователям атмосферы широкий набор методов и средств измерений различных параметров атмосферы и поверхности [1]. Принято подразделять различные типы измерений на прямые (direct), косвенные (indirect), локальные (in situ) и дистанционные (remote). Прямых методов измерений в физике, и в физике атмосферы в частности, в настоящее время существует очень мало. Большинство измерений – косвенные. 1. Кароль И.Л., Розанов Е.В., Тимофеев Ю.М. Газовые примеси в атмосфере. Л., Гидрометеоиздат, 1983. 192 с.

Локальные (контактные) измерения осуществляются с помощью определенных чувствительных элементов (датчиков), помещенных в исследуемую точку (ограниченный объем) атмосферы. Локальные (контактные) измерения осуществляются с помощью определенных чувствительных элементов (датчиков), помещенных в исследуемую точку (ограниченный объем) атмосферы. К контактным (локальным) методам измерений можно отнести и метод проб, при котором сами измерения состоят из двух этапов – отбор исследуемой среды в специальные емкости или носители и исследования этих проб в лабораторных условиях. С помощью контактных методов осуществляется большое количество измерений различных параметров атмосферы и поверхности, однако, получить с помощью этих методов подробную информацию о состоянии атмосферы Земли в региональном и, тем более, в глобальном масштабах трудно и очень дорого, в реальности – невозможно.

Дистанционные методы измерений основаны на регистрации на определенном расстоянии от исследуемого объекта характеристик различных полей – электрических, магнитных, электромагнитных, гравитационных, акустических. Дистанционные методы измерений основаны на регистрации на определенном расстоянии от исследуемого объекта характеристик различных полей – электрических, магнитных, электромагнитных, гравитационных, акустических. Исследуемый объект трансформирует падающие на него поля или генерирует собственные поля, и это позволяет исследовать его состояние. Измерения этих полей могут осуществляться на различных расстояниях от исследуемого объекта – от метров до миллионов километров и более.

Атмосфера Атмосфера Поверхность: температура, осадки, давление, радиационный баланс, Скорость и направление ветра, водяной пар Свободная атмосфера: радиационный баланс (включая солнечное излучение), температура, скорость и направление ветра, водяной пар, характеристики облаков Состав: СО2, метан, озон, другие долгоживующие газы, характеристики аэрозолей

Океан Океан Поверхность: температура, соленость, уровень морей, состояние поверхности, лед, течения, цвет океанов, парциальное давление СО2 Подповерхностный слой: температура, соленость, течения, биогенные вещества, углерод, трассеры, фитопланктон

Суша Суша Сток рек, использование воды, подземная вода, уровень озер, снежный покров, ледники и ледяные шапки, вечная мерзлота и ее сезонные вариации, альбедо, состояние поверхности (тип растительности) Количество поглощенной фотосинтетической активной радиации, листовой индекс. Биомасса, распределение пожаров

Наземные системы Наземные системы Аэростатные системы Ракеты Самолеты (коммерческие и научные) Морские буи Суда (научные и коммерческие) Спутники

Методы решения обратных (некорректных) задач матфизики Методы решения обратных (некорректных) задач матфизики Априорная информация - оптика и молекулярная спектроскопия Системы обработки наземных и спутниковых измерений, анализа и хранения информации Система валидации дистанционных измерений Ассимиляция данных в численные модели атмосферы (прогноз погоды, моделирование климата)

уникальные приборы различного типа, измеряющие э.м. излучение в различных областях спектра от УФ до радиоволн; уникальные приборы различного типа, измеряющие э.м. излучение в различных областях спектра от УФ до радиоволн; использование пассивных и активных методов, различной геометрии измерений – спутниковой, наземной, самолетной и т.д.

SAGE-III (Sun occultation) – 1000 SAGE-III (Sun occultation) – 1000 GOMOS (Star occultation) – 5000 MLS (Limb MW radiation) – 50 000 MIPAS (Limb IR radiation) – 100 000 IASI (IR nadir view ) – 100 000 GIFTS (Geostationary) – 80 000 в минуту, 150 млн. в день!!!