กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 6 นาที

เครื่องวัดรังสีความละเอียดสูงขั้นสูง

เครื่องมือวัดรังสีความละเอียดสูงขั้นสูง ( AVHRR ) เป็นเซนเซอร์บนอวกาศที่วัดการสะท้อนแสงของโลกในแถบสเปกตรัมห้าแถบซึ่งค่อนข้างกว้างเมื่อเทียบกับมาตรฐานในปัจจุบัน เครื่องมือ AVHRR...

เครื่องวัดรังสีความละเอียดสูงขั้นสูง

ภาพแสดงอุณหภูมิพื้นผิวทะเล ทั่วโลก ที่ได้จากดาวเทียม NOAA/AVHRR

เครื่องมือวัดรังสีความละเอียดสูงขั้นสูง ( AVHRR ) เป็นเซนเซอร์บนอวกาศที่วัดการสะท้อนแสงของโลกในแถบสเปกตรัมห้าแถบซึ่งค่อนข้างกว้างเมื่อเทียบกับมาตรฐานในปัจจุบัน เครื่องมือ AVHRR ถูกหรือเคยถูกติดตั้งบน กลุ่มแพลตฟอร์มโคจรขั้วโลก ( POES ) ของ องค์การบริหารมหาสมุทรและบรรยากาศแห่งชาติ (NOAA ) และ ดาวเทียม MetOp ของยุโรป เครื่องมือนี้สแกนหลายช่องสัญญาณ โดยสองช่องสัญญาณอยู่ตรงกลางบริเวณสีแดง (0.6 ไมโครเมตร) และใกล้อินฟราเรด (0.9 ไมโครเมตร) ช่องสัญญาณที่สามอยู่ประมาณ 3.5 ไมโครเมตร และอีกสองช่องสัญญาณคือรังสีความร้อนที่ปล่อยออกมาจากโลก ประมาณ 11 และ 12 ไมโครเมตร[ 1 ]

เครื่องมือ AVHRR รุ่นแรกเป็น เครื่องวัดรังสีแบบสี่ช่อง สัญญาณ รุ่นสุดท้าย AVHRR/3 ซึ่งติดตั้งบนดาวเทียม NOAA-15 ที่ปล่อยขึ้นสู่อวกาศในเดือนพฤษภาคม 1998 สามารถเก็บข้อมูลได้หกช่องสัญญาณ ต่อมา AVHRR ได้ถูกแทนที่ด้วยVisible Infrared Imaging Radiometer Suiteซึ่งติดตั้งบนยานอวกาศ Joint Polar Satellite System

การดำเนินการ

ก่อนปี 2025 NOAA มี ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา โคจรรอบขั้วโลก อย่างน้อยสอง ดวงอยู่ในวงโคจรตลอดเวลา โดยดาวเทียมดวงหนึ่งโคจรผ่านเส้นศูนย์สูตรในช่วงเช้าตรู่และช่วงเย็น และอีกดวงหนึ่งโคจรผ่านเส้นศูนย์สูตรในช่วงบ่ายและช่วงค่ำ เซ็นเซอร์หลักบนดาวเทียมทั้งสองดวงคือเครื่องมือ AVHRR ข้อมูลจากดาวเทียมในช่วงเช้ามักใช้สำหรับการศึกษาภาคพื้นดิน ในขณะที่ข้อมูลจากดาวเทียมทั้งสองดวงใช้สำหรับการศึกษาบรรยากาศและมหาสมุทร ดาวเทียมทั้งสองดวงนี้ให้ข้อมูลครอบคลุมทั่วโลกวันละสองครั้ง และรับประกันว่าข้อมูลสำหรับภูมิภาคใด ๆ ของโลกจะไม่เก่าเกินหกชั่วโมง ความกว้างของแถบการสำรวจ ซึ่งเป็นความกว้างของพื้นที่บนพื้นผิวโลกที่ดาวเทียมสามารถ "มองเห็น" ได้นั้นอยู่ที่ประมาณ 2,500 กิโลเมตร (~1,540 ไมล์) ดาวเทียมโคจรอยู่เหนือพื้นผิวโลกที่ระดับความสูง 833 หรือ 870 กิโลเมตร (+/− 19 กิโลเมตร, 516–541 ไมล์) [ 2 ]

ความละเอียดภาคพื้นดินสูงสุดที่สามารถทำได้จากเครื่องมือ AVHRR ในปัจจุบันคือ 1.1 กิโลเมตร (0.68 ไมล์) ต่อพิกเซล ณ จุด แนว ดิ่ง

ข้อมูลจาก AVHRR (ในสามเวอร์ชัน) ได้รับการรวบรวมอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ปี พ.ศ. 2524 [ 2 ]

วัตถุประสงค์หลักของเครื่องมือเหล่านี้คือการตรวจสอบเมฆและวัดการแผ่รังสีความร้อนของโลก อย่างไรก็ตาม เซ็นเซอร์เหล่านี้ได้พิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์สำหรับการใช้งานอื่นๆ อีกหลายอย่าง รวมถึงการเฝ้าระวังพื้นผิวโลก สภาพมหาสมุทร ละอองลอย ฯลฯ ข้อมูล AVHRR มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการศึกษาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการเสื่อมโทรมของสิ่งแวดล้อมเนื่องจากมีข้อมูลที่สะสมไว้ค่อนข้างยาวนาน (มากกว่า 20 ปี) ความยากลำบากหลักที่เกี่ยวข้องกับการวิจัยเหล่านี้คือการจัดการกับข้อจำกัดต่างๆ ของเครื่องมือเหล่านี้อย่างเหมาะสม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงแรก (การสอบเทียบเซ็นเซอร์ การเบี่ยงเบนของวงโคจร การสุ่มตัวอย่างสเปกตรัมและทิศทางที่จำกัด ฯลฯ) ในขณะที่เครื่องมือ VIIRS รุ่นต่อมาบนดาวเทียม JPSS และ METimage ใน ดาวเทียม MetOp-SGมีกลไกการสอบเทียบในตัว

เครื่องมือ AVHRR ยังติดตั้งอยู่บน ดาวเทียมตระกูล MetOpและ ณ ปี 2025 ดาวเทียมเหล่านี้จะเป็นเครื่องมือ AVHRR เพียงรุ่นเดียวที่ยังคงเหลืออยู่ ดาวเทียม MetOp รุ่น Metop-B และ Metop-C เป็นส่วนหนึ่งของระบบขั้วโลก EUMETSAT (EPS) ที่ดำเนินการโดยEUMETSATซึ่งจะถูกแทนที่ด้วยดาวเทียม MetOp-SGใน อนาคต

การสอบเทียบและการตรวจสอบความถูกต้อง

การประยุกต์ใช้ การตรวจวัดระยะไกลของเซ็นเซอร์ AVHRR ขึ้นอยู่กับเทคนิคการตรวจสอบความถูกต้อง (การจับคู่) ของการสังเกตการณ์ภาคพื้นดินที่ตรงกันและการสังเกตการณ์จากดาวเทียม หรืออีกทางหนึ่งคือการคำนวณการถ่ายโอนรังสี มีรหัสเฉพาะที่ช่วยให้สามารถจำลองอุณหภูมิความสว่างและรังสีที่สังเกตได้ของ AVHRR ในช่องอินฟราเรดใกล้และอินฟราเรด[ 3 ] [ 4 ]

การปรับเทียบช่องสัญญาณที่มองเห็นได้ (ช่อง 1 และ 2) ก่อนเริ่มใช้งาน

ก่อนการปล่อย ช่องสัญญาณที่มองเห็นได้ (ช่อง 1 และ 2) ของเซ็นเซอร์ AVHRR จะได้รับการสอบเทียบโดยผู้ผลิตเครื่องมือ ITT แผนกการบินและอวกาศ/การสื่อสาร และสามารถตรวจสอบย้อนกลับไปยัง มาตรฐาน NISTความสัมพันธ์ในการสอบเทียบระหว่างการตอบสนองการนับดิจิทัลอิเล็กทรอนิกส์ (C) ของเซ็นเซอร์และค่าอัลเบโด (A) ของเป้าหมายการสอบเทียบจะถูกถดถอยเชิงเส้น: [ 2 ]

A = S * C + I

โดยที่ S และ I คือค่าความชันและค่าจุดตัด (ตามลำดับ) ของสมการถดถอยการสอบเทียบ [NOAA KLM] อย่างไรก็ตาม การสอบเทียบก่อนการปล่อยที่มีความแม่นยำสูงจะเสื่อมลงระหว่างการปล่อยและการเดินทางสู่วงโคจร รวมถึงระหว่างอายุการใช้งานของเครื่องมือด้วย [Molling et al., 2010] Halthore et al. [2008] ตั้งข้อสังเกตว่าการเสื่อมสภาพของเซ็นเซอร์ส่วนใหญ่เกิดจากวัฏจักรความร้อน การปล่อยก๊าซในตัวกรอง ความเสียหายจากรังสีพลังงานสูง (เช่น รังสีอัลตราไวโอเลต (UV)) และการควบแน่นของก๊าซที่ปล่อยออกมาบนพื้นผิวที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลง

ข้อจำกัดด้านการออกแบบที่สำคัญอย่างหนึ่งของเครื่องมือ AVHRR คือขาดความสามารถในการทำการสอบเทียบที่แม่นยำบนยานอวกาศเมื่ออยู่ในวงโคจร [NOAA KLM] ดังนั้นจึงต้องดำเนินการสอบเทียบในวงโคจรหลังการปล่อย (ที่เรียกว่าวิธีการสอบเทียบแบบทางอ้อม) เพื่อปรับปรุงและรับรองความถูกต้องของค่าความสว่างที่ได้มาและผลิตภัณฑ์ที่ได้จากค่าเหล่านี้ [Xiong et al., 2010] มีการศึกษามากมายที่ดำเนินการเพื่อปรับปรุงสัมประสิทธิ์การสอบเทียบและให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้นเมื่อเทียบกับการใช้การสอบเทียบก่อนการปล่อย

การสอบเทียบสัมบูรณ์ของเซ็นเซอร์แต่ละตัว/ไม่กี่ตัวบนวงโคจร

ราวและเฉิน

Rao และ Chen [1995] ใช้ทะเลทรายลิเบียเป็นเป้าหมายการสอบเทียบที่มีความเสถียรทางรังสีเพื่อหาอัตราการเสื่อมสภาพรายปีสัมพัทธ์สำหรับช่องสัญญาณที่ 1 และ 2 สำหรับเซ็นเซอร์ AVHRR บนดาวเทียม NOAA -7, -9 และ -11 นอกจากนี้ ด้วยการสำรวจภาคสนามโดยเครื่องบินเหนือพื้นที่ทะเลทรายไวท์แซนด์ในนิวเม็กซิโก สหรัฐอเมริกา [ดู Smith et al., 1988] ได้มีการถ่ายโอนการสอบเทียบสัมบูรณ์สำหรับ NOAA-9 จากสเปกโทรเมตรที่ได้รับการสอบเทียบอย่างดีบนเครื่องบิน U-2 ที่บินอยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 18 กม. ในเส้นทางที่สอดคล้องกับดาวเทียม NOAA-9 ที่อยู่ด้านบน หลังจากแก้ไขความเสื่อมสัมพัทธ์แล้ว การสอบเทียบสัมบูรณ์ของ NOAA-9 จะถูกส่งต่อไปยัง NOAA −7 และ −11 ผ่านความสัมพันธ์เชิงเส้นโดยใช้การสังเกตการณ์ทะเลทรายลิเบียซึ่งจำกัดเฉพาะเรขาคณิตการมองเห็นที่คล้ายคลึงกัน รวมถึงวันที่ในเดือนปฏิทินเดียวกัน [Rao และ Chen, 1995] และความเสื่อมของเซ็นเซอร์ใด ๆ จะได้รับการแก้ไขโดยการปรับความชัน (เป็นฟังก์ชันของจำนวนวันหลังจากการปล่อย) ระหว่างค่าอัลเบโดและสัญญาณการนับดิจิทัลที่บันทึกไว้ [Rao และ Chen, 1999]

โลบ

ในอีกวิธีหนึ่งที่คล้ายกันโดยใช้เป้าหมายบนพื้นผิว Loeb [1997] ใช้พื้นผิวน้ำแข็งที่สม่ำเสมอทั้งในเชิงพื้นที่และเวลาในกรีนแลนด์และแอนตาร์กติกาเพื่อสร้างเส้นโค้งการสอบเทียบการสะท้อนแสงพหุนามลำดับที่สองเป็นฟังก์ชันของมุมสูงสุดของดวงอาทิตย์โดยใช้ค่าการสะท้อนแสงใกล้จุดต่ำสุดของ NOAA-9 ที่สอบเทียบแล้วเพื่อสร้างเส้นโค้ง ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการสอบเทียบสำหรับ AHVRR อื่นๆ ในวงโคจร (เช่น NOAA-11, -12 และ -14)

พบว่าอัตราส่วนของสัมประสิทธิ์การสอบเทียบที่ได้จาก Loeb [1997] และ Rao และ Chen [1995] นั้นไม่ขึ้นอยู่กับมุมสูงสุดของดวงอาทิตย์ ซึ่งหมายความว่าเส้นโค้งการสอบเทียบที่ได้จาก NOAA-9 นั้นให้ความสัมพันธ์ที่แม่นยำระหว่างมุมสูงสุดของดวงอาทิตย์และการสะท้อนแสงที่สังเกตได้เหนือกรีนแลนด์และแอนตาร์กติกา

อิวาบูจิ

Iwabuchi [2003] ใช้ระเบียบวิธีในการสอบเทียบ NOAA-11 และ -14 โดยใช้การสังเกตการณ์การสะท้อนแสงของมหาสมุทรและเมฆชั้นต่ำในสภาพท้องฟ้าโปร่งในบริเวณมหาสมุทรแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือ และการคำนวณการถ่ายโอนรังสีของบรรยากาศโมเลกุลเชิงทฤษฎีเพื่อสอบเทียบ AVHRR ช่อง 1 โดยใช้การสังเกตการณ์ท้องฟ้าโปร่งเหนือมหาสมุทรเป็นเวลาหนึ่งเดือน กำหนดค่าต่ำสุดเริ่มต้นของความชันในการสอบเทียบ จากนั้นใช้วิธีการวนซ้ำเพื่อให้ได้ค่าความชันที่เหมาะสมที่สุดสำหรับช่อง 1 โดยมีการแก้ไขความชันเพื่อปรับความไม่แน่นอนในการสะท้อนแสงของมหาสมุทร ไอน้ำ โอโซน และสัญญาณรบกวน จากนั้นจึงทำการสอบเทียบช่อง 2 ภายใต้เงื่อนไขที่ว่าความหนาแน่นเชิงแสงของเมฆชั้นต่ำในทั้งสองช่องต้องเท่ากัน (มีความสม่ำเสมอทางสเปกตรัมในช่วงแสงที่มองเห็นได้) หากการสอบเทียบถูกต้อง [Iwabuchi, 2003]

เวอร์โมทและซาเลอุส

วิธีการสอบเทียบที่ทันสมัยกว่าสำหรับ AVHRR ใช้ความสามารถในการสอบเทียบในวงโคจรของช่องสัญญาณ VIS/IR ของMODIS Vermote และ Saleous [2006] นำเสนอวิธีการที่ใช้ MODIS ในการกำหนดลักษณะ BRDF ของพื้นที่ทะเลทรายที่ไม่เปลี่ยนแปลง เนื่องจากความแตกต่างในแถบสเปกตรัมที่ใช้สำหรับช่องสัญญาณของเครื่องมือ จึงได้มีการสร้างสมการการแปลงสเปกตรัมขึ้นเพื่อถ่ายโอนการสอบเทียบอย่างแม่นยำโดยคำนึงถึงความแตกต่างเหล่านี้ สุดท้าย อัตราส่วนของ AVHRR ที่สังเกตได้ต่อค่าที่จำลองจากข้อมูลการสังเกตของ MODIS จะถูกนำมาใช้เพื่อกำหนดการเสื่อมสภาพของเซ็นเซอร์และปรับการสอบเทียบตามนั้น

คนอื่น

วิธีการขยายการสอบเทียบและความต่อเนื่องของบันทึกยังใช้กิจกรรมการสอบเทียบที่คล้ายคลึงกันด้วย [Heidinger et al., 2010]

การสอบเทียบระยะยาวและความต่อเนื่องของบันทึก

ในการอภิปรายที่ผ่านมา ได้มีการนำเสนอวิธีการที่สามารถสอบเทียบเซ็นเซอร์ AVHRR แต่ละตัว หรือจำกัดอยู่เพียงไม่กี่ตัว อย่างไรก็ตาม ความท้าทายที่สำคัญประการหนึ่งจากมุมมองด้านสภาพภูมิอากาศ คือ ความจำเป็นในการบันทึกข้อมูลอย่างต่อเนื่องครอบคลุมระยะเวลากว่า 30 ปี จากเครื่องมือ AVHRR สามรุ่น รวมถึงเซ็นเซอร์รุ่นใหม่กว่า เช่น MODIS และVIIRSอาจมีสิ่งผิดปกติหลายอย่างในการสอบเทียบ AVHRR ตามชื่อเรียก และแม้แต่ในการสอบเทียบที่ได้รับการปรับปรุงแล้ว ซึ่งทำให้เกิดความไม่ต่อเนื่องในบันทึกการแผ่รังสีระยะยาวที่สร้างขึ้นจากดาวเทียมหลายดวง [Cao et al., 2008]

วิธีการของโครงการภูมิอากาศเมฆจากดาวเทียมระหว่างประเทศ (ISCCP)

Brest และ Rossow [1992] และวิธีการที่ได้รับการปรับปรุง [Brest et al., 1997] ได้นำเสนอวิธีการที่แข็งแกร่งสำหรับการตรวจสอบการสอบเทียบของเซ็นเซอร์แต่ละตัวและการปรับค่าเซ็นเซอร์ทั้งหมดให้เป็นมาตรฐานเดียวกัน วิธีการของ โครงการ International Satellite Cloud Climatology Project (ISCCP)เริ่มต้นด้วยการตรวจจับเมฆและการแก้ไขสำหรับโอโซน การกระเจิงของเรย์ลี และการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลของความเข้มของรังสี เพื่อสร้างค่าการสะท้อนแสงของพื้นผิว จากนั้นจะสร้างฮิสโตแกรมรายเดือนของค่าการสะท้อนแสงของพื้นผิวสำหรับพื้นผิวประเภทต่างๆ และใช้ขีดจำกัดฮิสโตแกรมต่างๆ เป็นตัวกรองกับการสังเกตการณ์ของเซ็นเซอร์ดั้งเดิม และสุดท้ายจะนำมารวมกันเพื่อสร้างค่าการสะท้อนแสงของพื้นผิวที่ปราศจากเมฆทั่วโลก

หลังจากทำการกรองแล้ว แผนที่โลกจะถูกแยกออกเป็นแผนที่ค่าเฉลี่ยรายเดือนของค่าการสะท้อนแสงพื้นผิว แผนที่ค่าเฉลี่ยรายสองสัปดาห์ของค่าการสะท้อนแสงพื้นผิวสองแผนที่ และแผนที่ค่าเฉลี่ยรวมของค่าการสะท้อนแสงทั้งหมด แผนที่ค่าเฉลี่ยรายเดือนของค่าการสะท้อนแสงพื้นผิวจะใช้ในการตรวจจับแนวโน้มระยะยาวในการปรับเทียบ ส่วนแผนที่ค่าเฉลี่ยรายสองสัปดาห์ของค่าการสะท้อนแสงพื้นผิวจะถูกนำมาเปรียบเทียบกันและใช้ในการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงระยะสั้นในการปรับเทียบ

สุดท้ายนี้ แผนที่ TOTAL จะถูกนำมาใช้เพื่อตรวจจับและประเมินความลำเอียงในวิธีการประมวลผล นอกจากนี้ยังมีการตรวจสอบฮิสโตแกรมเป้าหมายด้วย เนื่องจากความเปลี่ยนแปลงในค่าการสะท้อนแสงของโหมดและในจำนวนประชากรมีแนวโน้มที่จะเป็นผลมาจากความเปลี่ยนแปลงในการสอบเทียบ

ความต่อเนื่องของบันทึกในระยะยาว

การรักษาความต่อเนื่องของข้อมูลในระยะยาวทำได้โดยการปรับค่าให้เป็นมาตรฐานระหว่างเซ็นเซอร์สองตัว ขั้นแรก ข้อมูลจากการสังเกตการณ์ในช่วงเวลาการทำงานที่ทับซ้อนกันของเซ็นเซอร์ทั้งสองจะถูกประมวลผล จากนั้น แผนที่พื้นผิวโลกทั้งสองจะถูกเปรียบเทียบกันโดยใช้แผนภาพกระจายนอกจากนี้ ข้อมูลการสังเกตการณ์จะได้รับการแก้ไขสำหรับการเปลี่ยนแปลงของมุมสูงสุดของดวงอาทิตย์ที่เกิดจากการเคลื่อนตัวของวงโคจร สุดท้าย จะมีการหาเส้นตรงเพื่อกำหนดการเคลื่อนตัวในระยะยาวโดยรวมในการสอบเทียบ และหลังจากที่เซ็นเซอร์ได้รับการแก้ไขสำหรับการเคลื่อนตัวแล้ว จะทำการปรับค่าให้เป็นมาตรฐานกับข้อมูลการสังเกตการณ์ที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาการทำงานเดียวกัน [Brest et al., 1997]

การสอบเทียบโดยใช้เครื่องวัดสเปกตรัมภาพความละเอียดปานกลาง

อีกหนึ่งวิธีการล่าสุดสำหรับการสอบเทียบค่าสัมบูรณ์ของบันทึก AHVRR คือการใช้ เซ็นเซอร์ MODIS ที่ทันสมัย บนดาวเทียม TERRA และ AQUA ของ NASA เครื่องมือ MODIS มีความแม่นยำในการสอบเทียบสูงและสามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงทางรังสีวิทยาของตัวเองได้เนื่องจากมีระบบสอบเทียบในตัวสำหรับย่านสเปกตรัม VIS/NIR [MCST] วิธีการต่อไปนี้ใช้ความแม่นยำสูงของ MODIS ในการสอบเทียบ AVHRR แบบสัมบูรณ์ผ่านการผ่านแนวดิ่งพร้อมกัน (SNO) ของดาวเทียมคู่ MODIS/AVHRR และ AVHRR/AVHRR รวมถึงค่าการสะท้อนแสงพื้นผิวที่กำหนดโดย MODIS สำหรับเป้าหมายทะเลทรายลิเบียและโดม-C ในทวีปแอนตาร์กติกา [Heidinger et al., 2010] ในที่สุด เหตุการณ์การสอบเทียบแต่ละครั้งที่มีอยู่ (MODIS/AVHRR SNO, Dome C, ทะเลทรายลิเบีย หรือ AVHRR/AVHRR SNO) จะถูกนำมาใช้เพื่อให้ได้อนุกรมเวลาความชันการสอบเทียบสำหรับเซ็นเซอร์ AVHRR ที่กำหนด Heidinger et al. [2010] ใช้พหุนามอันดับสองจากการปรับแบบกำลังสองน้อยที่สุดเพื่อกำหนดอนุกรมเวลา

ขั้นตอนแรกเกี่ยวข้องกับการใช้แบบจำลองการถ่ายโอนรังสีที่จะแปลงภาพ MODIS ที่สังเกตได้ให้เป็นภาพที่ AVHRR ที่ปรับเทียบอย่างสมบูรณ์แบบจะเห็น สำหรับการเกิด SNO ของ MODIS/AVHRR พบว่าอัตราส่วนของค่าความสว่างของ AVHRR ต่อ MODIS ในทั้งช่องที่ 1 และช่องที่ 2 สามารถจำลองได้ดีด้วยพหุนามอันดับสองของอัตราส่วนของค่าการสะท้อนแสงของ MODIS ในช่องที่ 17 และ 18 ช่องที่ 17 และ 18 อยู่ในย่านสเปกตรัม (0.94 มม.) ที่ไวต่อไอน้ำในบรรยากาศ ซึ่งเป็นปริมาณที่ส่งผลต่อการปรับเทียบที่แม่นยำของช่องที่ 2 ของ AVHRR การใช้อัตราส่วนของช่องที่ 17 ต่อช่องที่ 18 จะได้ค่าประมาณที่แม่นยำของปริมาณน้ำที่ตกได้ทั้งหมด (TPW) เพื่อเพิ่มความแม่นยำของการปรับเทียบ SNO ของ MODIS กับ AVHRR ให้ดียิ่งขึ้น จะใช้ไซต์การปรับเทียบทะเลทรายลิเบียและโดม-C เมื่อไม่มีการเกิด SNO ของ MODIS/AVHRR ในที่นี้ อัตราส่วนการสะท้อนแสงของ AVHRR ต่อ MODIS ถูกจำลองเป็นพหุนามอันดับสาม โดยใช้ล logarithms ธรรมชาติของ TWP จากการวิเคราะห์ซ้ำของ NCEP โดยใช้วิธีการทั้งสองนี้ จะสร้างค่าความชันของการปรับเทียบรายเดือนด้วยการปรับเส้นตรงที่ผ่านจุดกำเนิดของค่าการสะท้อนแสง MODIS ที่ปรับแล้วเทียบกับจำนวน AVHRR

เพื่อขยายการอ้างอิง MODIS ย้อนกลับไปสำหรับ AVHRR ก่อนยุค MODIS (ก่อนปี 2000) Heidinger et al. [2010] ใช้เป้าหมายที่มั่นคงของโลกคือ Dome C ในทวีปแอนตาร์กติกาและทะเลทรายลิเบีย ค่าการสะท้อนแสงเฉลี่ยของ MODIS ที่จุดแนวดิ่งเหนือเป้าหมายจะถูกกำหนดและพล็อตเทียบกับมุมสูงสุดของดวงอาทิตย์ จำนวนการสังเกตการณ์ AVHRR ที่มุมสูงสุดของดวงอาทิตย์ที่กำหนดและค่าการสะท้อนแสง MODIS ที่สอดคล้องกัน ซึ่งได้รับการแก้ไขสำหรับ TWP แล้ว จะถูกนำมาใช้เพื่อกำหนดค่า AVHRR ที่จะได้รับหากมีการสอบเทียบ MODIS จากนั้นจึงคำนวณความชันของการสอบเทียบ

การสอบเทียบโดยใช้ AVHRR/AVHRR SNOs โดยตรง

วิธีสุดท้ายที่ Heidinger et al. [2010] ใช้ในการขยายการสอบเทียบ MODIS กลับไปยัง AVHRR ที่ใช้งานนอกยุค MODIS คือการใช้ SNO แบบ AVHRR/AVHRR โดยตรง ในที่นี้ ค่าการนับจาก AVHRR จะถูกพล็อตและคำนวณการถดถอยที่บังคับให้ผ่านจุดกำเนิด การถดถอยนี้ใช้เพื่อถ่ายโอนการสอบเทียบที่แม่นยำของค่าการสะท้อนแสงของ AVHRR หนึ่งไปยังค่าการนับของ AVHRR ที่ไม่ได้สอบเทียบ และสร้างค่าความชันการสอบเทียบที่เหมาะสม SNO แบบ AVHRR/AVHRR เหล่านี้ไม่ได้ให้จุดสอบเทียบที่แน่นอน แต่ทำหน้าที่เป็นจุดยึดสำหรับการสอบเทียบเชิงสัมพัทธ์ระหว่าง AVHRR ซึ่งสามารถใช้เพื่อถ่ายโอนการสอบเทียบ MODIS ขั้นสุดท้ายได้

ระบบรุ่นต่อไป

ประสบการณ์การใช้งาน เซ็นเซอร์ MODIS [ 5 ]บนดาวเทียม Terra และ Aqua ของ NASA นำไปสู่การพัฒนาVIIRS ซึ่งเป็นรุ่นต่อจาก AVHRR [ 6 ]ปัจจุบัน VIIRS กำลังทำงานอยู่บนดาวเทียมSuomi NPPและNOAA-20 [ 7 ]ในขณะที่ ดาวเทียม EUMETSAT MetOpที่มีเครื่องมือ AVHRR จะถูกแทนที่ด้วย ดาวเทียม MetOp-SGที่มีเครื่องมือ MetImage ของยุโรป[ 8 ]

วันเปิดตัวและวันให้บริการ

ชื่อดาวเทียม วันที่เปิดตัว เริ่มให้บริการ สิ้นสุดการให้บริการ
TIROS-N ['tairəus]

[ดาวเทียมสังเกตการณ์โทรทัศน์และอินฟราเรด]

13 ตุลาคม 2521 19 ตุลาคม 2521 30 มกราคม 2523
โนอา-6 27 มิถุนายน 2522 27 มิถุนายน 2522 16 พฤศจิกายน 2529
โนอา-7 23 มิถุนายน 2524 24 สิงหาคม 2524 7 มิถุนายน 2529
โนอา-8 28 มีนาคม 2526 3 พฤษภาคม 2526 31 ตุลาคม 2528
โนอา-9 12 ธันวาคม พ.ศ. 2527 25 กุมภาพันธ์ 2528 11 พฤษภาคม 2537
โนอา-10 17 กันยายน 2529 17 พฤศจิกายน 2529 17 กันยายน 2534
โนอา-11 24 กันยายน 2531 8 พฤศจิกายน 2531 13 กันยายน 2537
โนอา-12 13 พฤษภาคม 2534 14 พฤษภาคม 2534 15 ธันวาคม พ.ศ. 2537
โนอา-14 30 ธันวาคม 2537 30 ธันวาคม 2537 23 พฤษภาคม 2550
โนอา-15 13 พฤษภาคม 2541 13 พฤษภาคม 2541 19 สิงหาคม 2568
โนอา-16 21 กันยายน พ.ศ. 2543 21 กันยายน พ.ศ. 2543 9 มิถุนายน 2557
โนอา-17 24 มิถุนายน 2545 24 มิถุนายน 2545 10 เมษายน 2556
โนอา-18 20 พฤษภาคม 2548 30 สิงหาคม 2548 6 มิถุนายน 2568
โนอา-19 6 กุมภาพันธ์ 2552 2 มิถุนายน 2552 13 สิงหาคม 2568
เมโทรป-เอ[ 9 ]19 ตุลาคม 2549 20 มิถุนายน 2550 15 พฤศจิกายน 2021
เมโทรป-บี[ 10 ]17 กันยายน 2555 24 เมษายน 2556 ปัจจุบัน
เมโทรป-ซี 7 พฤศจิกายน 2561 3 กรกฎาคม 2562 ปัจจุบัน
วันที่ TIROS/NOAA จากเว็บไซต์ USGS [ 11 ]และจากเว็บไซต์สถานะ NOAA POES [ 12 ]

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

  • Frey, C.; Kuenzer, C.; Dech, S. (2012). "การเปรียบเทียบเชิงปริมาณของผลิตภัณฑ์ LST ของ NOAA AVHRR ที่ใช้ในการดำเนินงานของ DLR และผลิตภัณฑ์ LST ของ MODIS รุ่น V005" วารสารนานาชาติว่าด้วยการสำรวจระยะไกล 33 ( 22): 7165– 7183. Bibcode : 2012IJRS...33.7165F . doi : 10.1080/01431161.2012.699693 . S2CID  128981116 .
  • Brest, CL และ WB Rossow. 1992. การสอบเทียบและการตรวจสอบค่ารังสีของข้อมูล NOAA AVHRR สำหรับ ISCCP. วารสารนานาชาติว่าด้วยการสำรวจระยะไกล. เล่มที่ 13. หน้า 235–273.
  • Brest, CL และคณะ 1997. การปรับปรุงการสอบเทียบค่าความสว่างสำหรับ ISCCP วารสารเทคโนโลยีบรรยากาศและมหาสมุทร เล่มที่ 14 หน้า 1091–1109
  • Cao, C. และคณะ 2008. การประเมินความสอดคล้องของค่าการสะท้อนแสง AVHRR และ MODIS L1B สำหรับการสร้างบันทึกข้อมูลสภาพภูมิอากาศพื้นฐาน วารสารการวิจัยทางธรณีฟิสิกส์ เล่มที่ 113. D09114. doi : 10.1029 /2007JD009363
  • Halthore, R. และคณะ 2008. บทบาทของการดูดซับละอองลอยในการสอบเทียบเซ็นเซอร์ดาวเทียม IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters. เล่ม 5. หน้า 157–161.
  • Heidinger, AK และคณะ 2002. การใช้เครื่องวัดสเปกตรัมภาพความละเอียดปานกลาง (MODIS) เพื่อสอบเทียบช่องสะท้อนแสงของเครื่องวัดรังสีความละเอียดสูงขั้นสูง วารสารการวิจัยทางธรณีฟิสิกส์ เล่มที่ 107. doi : 10.1029/ 2001JD002035
  • Heidinger, AK และคณะ 2010. การหาค่าสอบเทียบที่สอดคล้องกันระหว่างเซนเซอร์สำหรับข้อมูลการสะท้อนแสงอาทิตย์ AVHRR วารสารนานาชาติว่าด้วยการสำรวจระยะไกล เล่มที่ 31 หน้า 6493–6517
  • Iwabuchi, H. 2003. การสอบเทียบช่องสัญญาณที่มองเห็นได้และใกล้รังสีอินฟราเรดของ AVHRR ของ NOAA-11 และ NOAA-14 โดยใช้การสะท้อนจากชั้นบรรยากาศโมเลกุลและเมฆสแตรตัส วารสารนานาชาติว่าด้วยการสำรวจระยะไกล เล่มที่ 24 หน้า 5367–5378
  • Loeb, NG 1997. การสอบเทียบระหว่างการบินของแถบคลื่นแสงที่มองเห็นได้และใกล้รังสีอินฟราเรดของ NOAA AVHRR เหนือกรีนแลนด์และแอนตาร์กติกา วารสารนานาชาติว่าด้วยการสำรวจระยะไกล เล่มที่ 18 หน้า 477–490
  • เอกสารพื้นฐานทางทฤษฎีของอัลกอริทึม MODIS ระดับ 1B เวอร์ชัน 3 (MCST) ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ด กรีนเบลต์ รัฐแมริแลนด์ ธันวาคม 2548
  • Molling, CC และคณะ 2010. การสอบเทียบสำหรับช่องสัญญาณ AVHRR 1 และ 2: การทบทวนและแนวทางสู่ฉันทามติ วารสารนานาชาติว่าด้วยการสำรวจระยะไกล เล่มที่ 31 หน้า 6519–6540
  • คู่มือผู้ใช้ NOAA KLM พร้อมส่วนเสริม NOAA-N, -N' โนอา เนสดิส กสทช. แอชวิลล์ นอร์ทแคโรไลนา กุมภาพันธ์ 2552
  • Rao, CRN และ J. Chen. 1995. การเชื่อมโยงการสอบเทียบระหว่างดาวเทียมสำหรับช่องสัญญาณที่มองเห็นได้และใกล้อินฟราเรดของเครื่องวัดรังสีความละเอียดสูงขั้นสูงบนยานอวกาศ NOAA-7, −9 และ −11 วารสารนานาชาติว่าด้วยการสำรวจระยะไกล เล่มที่ 16 หน้า 1931–1942
  • Rao, CRN และ J. Chen. 1999. การปรับเทียบหลังการปล่อยดาวเทียมที่แก้ไขแล้วของช่องสัญญาณแสงที่มองเห็นได้และใกล้อินฟราเรดของเครื่องวัดรังสีความละเอียดสูงขั้นสูงบนยานอวกาศ NOAA-14 วารสารนานาชาติว่าด้วยการสำรวจระยะไกล เล่มที่ 20 หน้า 3485–3491
  • Smith, GR และคณะ 1988. การสอบเทียบช่องพลังงานแสงอาทิตย์ของ NOAA-9 AVHRR โดยใช้การวัดจากเครื่องบินระดับสูง วารสารเทคโนโลยีบรรยากาศและมหาสมุทร เล่มที่ 5 หน้า 631–639
  • Vermote, EF และ NZ Saleous. 2006. การสอบเทียบ NOAA16 AVHRR เหนือพื้นที่ทะเลทรายโดยใช้ข้อมูล MODIS. การสำรวจระยะไกลของสิ่งแวดล้อม. เล่มที่ 105. หน้า 214–220.
  • Xiong, X. และคณะ 2010. การสอบเทียบและการทำงานของแถบแสงอาทิตย์สะท้อนแสงของ Aqua MODIS บนวงโคจร. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. เล่มที่ 48. หน้า 535–546.

  • AVHRR คืออะไร?ที่National Atlas
  • เครื่องวัดรังสีความละเอียดสูงขั้นสูงที่NOAA
  • เครื่องวัดรังสีความละเอียดสูงขั้นสูงที่USGS
  • [1]ที่NASA
  • [2]ที่NASA
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Advanced_Very-High-Resolution_Radiometer&oldid=1330309367 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เครื่องวัดรังสีความละเอียดสูงขั้นสูง

เครื่องมือวัดรังสีความละเอียดสูงขั้นสูง ( AVHRR ) เป็นเซนเซอร์บนอวกาศที่วัดการสะท้อนแสงของโลกในแถบสเปกตรัมห้าแถบซึ่งค่อนข้างกว้างเมื่อเทียบกับมาตรฐานในปัจจุบัน เครื่องมือ AVHRR...

การดำเนินการ

ก่อนปี 2025 NOAA มี ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา โคจรรอบขั้วโลก อย่างน้อยสอง ดวงอยู่ในวงโคจรตลอดเวลา โดยดาวเทียมดวงหนึ่งโคจรผ่านเส้นศูนย์สูตรในช่วงเช้าตรู่และช่วงเย็น และอีกดวงหนึ่งโคจรผ่านเส้นศูนย์สูตรในช่วงบ่ายและช่วงค่ำ...

การสอบเทียบและการตรวจสอบความถูกต้อง

การประยุกต์ใช้ การตรวจวัดระยะไกล ของเซ็นเซอร์ AVHRR ขึ้นอยู่กับเทคนิคการตรวจสอบความถูกต้อง (การจับคู่) ของการสังเกตการณ์ภาคพื้นดินที่ตรงกันและการสังเกตการณ์จากดาวเทียม หรืออีกทางหนึ่งคือการคำนวณการถ่ายโอนรังสี มีรหัสเฉพาะที่ช่วยให้สามารถจำลอง...

การปรับเทียบช่องสัญญาณที่มองเห็นได้ (ช่อง 1 และ 2) ก่อนเริ่มใช้งาน

ก่อนการปล่อย ช่องสัญญาณที่มองเห็นได้ (ช่อง 1 และ 2) ของเซ็นเซอร์ AVHRR จะได้รับการสอบเทียบโดยผู้ผลิตเครื่องมือ ITT แผนกการบินและอวกาศ/การสื่อสาร และสามารถตรวจสอบย้อนกลับไปยัง มาตรฐาน NIST ความสัมพันธ์ในการสอบเทียบระหว่างการตอบสนองการนับดิจิทัลอิเล็กทรอนิกส์...