МАТЕРИКОВЫЙ ПОКРОВ
ГИДРОСФЕРА
АТМОСФЕРА
Физической основой спутникового мониторинга малых газовых компонент (МГК) атмосферы является наличие у них спектрально локализованных полос поглощения, имеющих различную физическую природу. В ультрафиолетовой и видимой областях спектра расположен ряд электронных полос поглощения, а в ИК-областях спектра находятся многочисленные колебательно-вращательные и вращательные полосы поглощения. Значительная зависимость показателя поглощения спектральных линий газов от давления (с уменьшением давления уменьшается ширина линий, обусловленная столкновением молекул) способствует разделению вкладов поглощения различных МГК для верхней атмосферы.
Использование длин волн оптического диапазона в системах пассивного дистанционного контроля дает возможность изучать не только газовый, но и аэрозольный состав атмосферы.
Возможность получения информации о свойствах подстилающей поверхности (морской поверхности или материковых покровов) прямо зависит от глубины проникновения электромагнитной волны в среду.
Только волны видимого диапазона способны глубоко проникать внутрь водной толщи и после рассеяния на имеющихся в ней оптических неоднородностях частично выходить обратно в атмосферу, принося информацию о гидрооптическом состоянии исследуемого водного бассейна. В радиодиапазоне излучение проникает под поверхность океана фактически только на глубину "скин-слоя", составляющего малые доли длины волны.
Тепловое состояние поверхности и приповерхностного слоя моря характеризуется прежде всего температурой. В ИК-диапазоне собственное излучение моря как нагретого тела формируется в тонком приповерхностном слое воды толщиной в доли миллиметра. Поэтому восстановленная из данных ИК-измерений температура является температурой поверхности моря.
Что касается материковых покровов, то в оптическом диапазоне индикатором их физического состояния являются только отражательные и излучательные свойства их поверхностей. Для изучения глубинных свойств почв, горных пород, ледяного и снежного покровов необходимо переходить в СВЧ-диапазон, где, например, для волн сантиметрового диапазона глубина проникновения составляет от долей метра до десятков метров.
Для получения конечных результатов дистанционного контроля необходимо не только провести радиационные измерения на ИСЗ, но и выполнить переход от радиационных измерений к интересующим нас физическим величинам. Такая процедура "обращения" данных измерений требует решения обратных задач атмосферной оптики. Математической основой для решения обратных задач атмосферной оптики является уравнение переноса в среде с поглощением, излучением и рассеянием.