Усовершенствованный СВЧ-зонд - Advanced microwave sounding unit

Расширенная СВЧ - зондирование блок ( АМНА ) является многоканальным микроволновым радиометром установлен на метеорологических спутниках . Прибор исследует несколько диапазонов микроволнового излучения атмосферы, чтобы выполнить атмосферное зондирование температуры и уровня влажности.

Наводнение от урагана Исидор показано на канале 2 AMSU

Товары

Данные уровня яркости 1 представляют собой калиброванные яркостные температуры .

Геофизические данные уровня 2 от AMSU включают:

  • Температурный профиль от 3 мбар (45 км) до поверхности
  • Профили водяного пара
  • Снежный и ледяной покров
  • Облако жидкой воды
  • Скорость дождя

Данные AMSU также используются вместе с инфракрасным излучением от HIRS, AIRS или IASI для получения смешанных геофизических продуктов MW / IR уровня 2, таких как:

Приложения

Данные AMSU широко используются в прогнозировании погоды. Яркие температуры обрабатываются максимально быстро и отправляются в центры численного прогнозирования погоды (ЧПП) по всему миру. Эти данные помогают правильно оценивать текущее состояние атмосферы, что, в свою очередь, помогает делать прогнозы более точными.

Долгосрочные записи AMSU также используются в исследованиях климата .

История

AMSU-A + AMSU-B вместе летали на трех спутниках NOAA KLM: NOAA-15 (NOAA K), запущенный 13 мая 1998 г .; NOAA-16 (NOAA L), запущен 21 сентября 2000 г .; и NOAA-17 (NOAA M), запущенный 24 июня 2002 г.

Для NOAA-18 (NOAA N), запущенного 20 мая 2005 г., AMSU-B был заменен аналогичным прибором - микроволновым датчиком влажности (MHS).

Версии AMSU-A также летают на научном спутнике NASA Aqua Earth и в серии EUMETSAT MetOp . На этих космических кораблях AMSU-B заменен аналогичными микроволновыми датчиками влажности: HSB для Aqua и MHS для MetOp.

AMSU был усовершенствованным устройством микроволнового зондирования (MSU), включающим возможности модуля стратосферного зондирования (SSU), оба из которых летали на TIROS- N в 1978 году и продолжались на спутниках NOAA-6 через NOAA-14. Следующим поколением этого семейства является передовой микроволновый зонд (ATMS), который впервые был запущен на АЭС Суоми в 2011 году и теперь входит в стандартную комплектацию спутников серии JPSS , первый из которых, NOAA-20 , запущен в 2017 году.

AMSU были произведены Aerojet Corporation в Азуза, Калифорния . Эта организация теперь является частью Northrop Grumman Electronic Systems .

Геометрия наблюдения

AMSU всегда находятся на полярно-орбитальных спутниках на солнечно-синхронных орбитах . Это приводит к тому, что они пересекают экватор в одно и то же время по два местных солнечных момента на каждой орбите. Например, EOS Aqua пересекает экватор при дневном свете, двигаясь на север (восходящий) в 13:30 по солнечному времени, и в темноте, направляясь на юг (по убыванию) в 1:30 по солнечному времени.

Приборы AMSU непрерывно сканируют в режиме «метлы-венчика». В течение примерно 6 секунд каждого 8-секундного цикла наблюдений AMSU-A выполняет 30 наблюдений с шагом 3,3 ° от -48 ° до + 48 °. Затем он производит наблюдения за теплой калибровочной целью и за холодным пространством, прежде чем она вернется в исходное положение для начала следующего сканирования. За эти 8 секунд точка подспутника перемещается примерно на 45 км, поэтому следующее сканирование будет на 45 км дальше по трассе. Тем временем AMSU-B выполняет 3 сканирования по 90 наблюдений в каждом с интервалом 1,1 °.

В течение любого 24-часового периода происходит примерно 16 витков. Почти весь земной шар наблюдается либо в дневном, либо в ночном режиме, многие - в обоих. Полярные регионы наблюдаются почти каждые 100 минут.

Характеристики инструмента

AMSU имеет два субприбора: AMSU-A и AMSU-B. AMSU-A имеет 15 каналов в диапазоне от 23,8 до 89  ГГц и используется в основном для измерения температуры окружающей среды (известного как «температурное зондирование»). Он имеет наземное разрешение около надира 45 км. AMSU-B с пятью каналами между 89 и 183,3 ГГц, имеет пространственное разрешение около надира 15 км и в первую очередь предназначен для зондирования влажности. Размер пятна обоих вспомогательных инструментов становится больше и более вытянутым по направлению к краям валка. Когда два инструмента используются вместе, имеется примерно 9 полей зрения AMSU-B в массиве 3x3, соответствующих каждому полю зрения AMSU-A. Это отражает более высокую пространственную изменчивость водяного пара по сравнению с температурой. Инфракрасные зонды HIRS / 3 с таким же пространственным разрешением, что и AMSU-B, также входят в состав спутников NOAA 15–17 и используются вместе с AMSU-A и AMSU-B. Вместе эти три прибора образуют ATOVS, усовершенствованный операционный вертикальный зонд TIROS.

Приборы Aqua и MetOp AMSU-A представляют собой 15-канальные микроволновые зонды, предназначенные в первую очередь для получения профилей температуры в верхних слоях атмосферы (особенно в стратосфере ) и для обеспечения возможности фильтрации облаков при наблюдениях за температурой тропосферы . EOS AMSU-A является частью тесно связанной тройки инструментов, в которую входят AIRS и HSB . MetOp AMSU-A аналогичным образом работает с HIRS, IASI и MHS. MHS и HSB - варианты на AMSU-B.

  • Наследие: установка микроволнового зондирования (МГУ)
  • Полоса обзора: 1650 км
  • Размер зоны покрытия: для номинальной высоты КА 833 км, 48 км в надире (AMSU-A), 16 км в надире (AMSU-B).
  • Масса: 100 кг
  • Рабочий цикл: 100%
  • Мощность: 125 Вт
  • Скорость передачи данных: 3,2 кбит / с
  • Максимальный угол сканирования: ± 49,5 °
  • Инструментальный мгновенный FOV: 3,3 ° (AMSU-A) 1,1 ° (AMSU-B)

Таблица 1 Радиометрические характеристики АМСУ-А (из 3,5 ).

Номер канала Частота

(ГГц)

Поляризация

надир )

Число

групп

Чувствительность прибора

NEDT ( К )

Основная функция
1 23,8 вертикальный 1 0,30 Нагрузка водяного пара
2 31,4 вертикальный 1 0,30 Нагрузка водяного пара
3 50,3 вертикальный 1 0,40 Нагрузка водяного пара
4 52,8 вертикальный 1 0,25 Нагрузка водяного пара
5 53,596 ± 0,115 горизонтальный 2 0,25 Температура тропосферы
6 54,4 горизонтальный 1 0,25 Температура тропосферы
7 54,94 вертикальный 1 0,25 Температура тропосферы
8 55,5 горизонтальный 1 0,25 Температура тропосферы
9 57,290 горизонтальный 1 0,25 Стратосферная температура
10 57,290 ± 0,217 горизонтальный 2 0,40 Стратосферная температура
11 57,290 ± 0,3222 ± 0,048 горизонтальный 4 0,40 Стратосферная температура
12 57,290 ± 0,3222 ± 0,022 горизонтальный 4 0,60 Стратосферная температура
13 57,290 ± 0,3222 ± 0,010 горизонтальный 4 0,80 Стратосферная температура
14 57,290 ± 0,3222 ± 0,0045 горизонтальный 4 1,20 Стратосферная температура
15 89,0 вертикальный 1 0,50 Облачность / Снег

Таблица 2 Радиометрические характеристики АМСУ-Б (из 4 ).

Номер канала Частота

(ГГц)

Поляризация

(в надир)

Число

групп

Чувствительность прибора

NEDT ( К )

16 89,9 ± 0,9 вертикальный 2 0,37
17 150 ± 0,9 вертикальный 2 0,84
18 183,31 ± 1,00 вертикальный 2 1.06
19 183,31 ± 3,00 вертикальный 2 0,70
20 183,31 ± 7,00 вертикальный 2 0,60

внешняя ссылка