Ученые повысили точность дистанционного зондирования морского аэрозоля с помощью многоугловой поляриметрии

Группа исследователей под руководством профессора Сунь Сяобина из Хэфэйского института физических наук Китайской академии наук изучила влияние многоугловой поляриметрии на количественную оценку в приложениях дистанционного зондирования морского аэрозоля. Результаты опубликованы в журнале Optics Express.

Аэрозоли являются одним из самых неопределенных компонентов в количественной оценке радиационного воздействия на климат, а поляриметрия помогает улучшить характеристику микрофизических свойств атмосферных аэрозолей. В данном исследовании команда изучила важность спектрального диапазона, спектральной полосы, количества углов обзора и поляриметрической точности для определения характеристик аэрозолей по поляризационным измерениям над океаном.

На основе теории байесовской оптимизации и модели векторного переноса излучения исследователи использовали степени свободы сигнала (DFS) в качестве индикатора для сравнения и анализа различных сценариев наблюдения. Экспериментальные результаты показали, что DFS можно увеличить как минимум на 1,02 за счет добавления измерений интенсивности и поляризации в коротковолновом инфракрасном диапазоне (SWIR) в режиме наблюдения под одним углом. Это улучшение соответствует определению одного-двух дополнительных параметров аэрозоля.

В эксперименте с несколькими углами обзора дополнительные углы положительно влияют на определение объемной концентрации в столбе, эффективного радиуса и комплексного показателя преломления как для мелкой, так и для крупной фракций аэрозоля. Более того, включение дополнительных многоугловых SWIR-измерений может увеличить общий DFS для аэрозоля примерно на 1,1–3,3. Анализ также показал, что поляриметрическая точность существенно влияет на неопределенность определения характеристик аэрозоля. Это исследование предоставляет важный ориентир для проектирования будущих поляриметрических приборов и разработки алгоритмов обработки данных.