Добро пожаловать!  
 
    Общие сведения о базе данных
   
 
  English Version this Page
Интерес к спутниковой альтиметрии проявляют многие научные центры. Так, по заказу ВМФ США в мае 1998 г. выведен на орбиту (со сроком активной работы 10 лет) новый ИСЗ с высотомером GFO (GEOSAT Follow-On). В текущем году США и страны западной Европы планируют запуски ИСЗ с высотомерами TOPEX-2 (JASON-1) и ENVISAT. В этой связи Интегрированная база данных спутниковой альтиметрии (ИБДСА) может служить хорошей основой для осуществления мониторинга Мирового океана на ближайшие 10-15 лет и открывает уникальные возможности для широкого круга исследований в геодезии, геофизике, морской геологии, океанологии и др. По этой причине Геофизический центр Объединенного института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН (ГЦ РАН) планирует продолжить работы по пополнению базы данных результатами новых измерений и исследованиям по их интерпретации.
ИБДСА хранится на оптических дисках типа CD-ROM и к ней обеспечен доступ через Internet по следующей схеме:
В режим on-line доступна информационная база данных о наличии, распределении данных и их статистических оценок, что позволяет провести экспресс анализ имеющейся информации. Далее удаленный пользователь может сформировать запрос к полной базе данных ИБДСА, который пересылается администратору и выполняется в режиме off-line. С помощью СУБД АРГОС администратор проводит отбор требуемой информации, копирование ее в едином формате и передачу данных пользователю средствами электронной связи или записывает ее на носители. При формировании ИБДСА осуществляется пересчет исходных данных спутников ГЕОИК, GEOSAT и TOPEX/POSEIDON к принятому единому формату записи относительно единого отсчетного эллипсоида. Признано нецелесообразным включать в ИБДСА оперативные данные TOPEX/POSEIDON по причине их худшей точности в сравнении с данными в формате MGDR-B. При необходимости эти данные могу быть получены в режиме on-line по FTP протоколу из Цетра распротранения активных архивов по физической океанографии Лаборатории реактивного движения НАСА Калифорнииского технологического института (PO.DAAC).
С целью автоматизации процесса выполнения запросов к ИБДСА, (выборки данных, включения вспомогательной информации и т.д.) в ГЦ РАН разработано около 20 модулей программ, которые, например, включают модули: вычисления приливных поправок, вычисления высот геоида с использованием моделей гравитационного поля Земли высоких степеней (до 700), вычисления аномалий силы тяжести по данным альтиметрических измерений, вычисления поправок за влияние внешней среды и др.
ИБДСА представлена в виде 3-х уровней:
По состоянию на конец 1998 года общий объем ИБДСА составляет около 30 Гбайт. Гипертекстовая база включают рисунки подспутниковых трасс с приведенными статистическими характеристиками по числу измерений над морем, над сушей, надо льдом, плохих измерений по месяцам и полугодиям для ГЕОИК и циклам для изомаршрутной (ERM) и геодезической (GM) программ GEOSAT. Приведена одна схема 10-суточных изомаршрутных трасс TOPEX/POSEIDON ввиду их полной идентичности.

Структура файлов ИБДСА
(Формат записи)

Поле № Размер Название параметра Комментарии Размер- ность
1 4 Time_UTC Всемирное время (от начала 1985 года) с
2 2 Time_MS Дополнительное время 10-3 с
3 4 Lat Широта 10-6 град.
4 4 Lon Долгота 10-6 град.
5 2 SSH Высота морской поверхности, скорректированная на инструментальную, тропосферную (влажностная и “сухая”), ионосферную поправки и поправку на состояние подстилающей поверхности 10-2 м
6 1 Nval_H_A Число точек в односекундном осреднении  
7 2 RMS_H Среднее квадратичное отклонения измерений односекундного ряда высот поверхности моря 10-2> м
8 2 H_Off Дополнение к высоте морской поверхности м
9 2 dH_Inv_Bar Поправка обратного барометра 10-3 м
10 2 H_MSS Средняя высота поверхности моря 10-2 м
11 2 H_Geoid Высота геоида 10-2 м
12 2 GA Аномалия силы тяжести 10-4 гал
13 2 H_EOT Эластичный океанский прилив 10-3 м
14 2 H_LT Полный океанский прилив 10-3 м
15 2 H_SET Земной прилив 10-3 м
16 1 H_Pol Полюсный прилив 10-3 м
17 2 H_Levitus Средняя динамическая топография, рассчитанная по гидрологическим измерениям 10-2 м
18 2 D_Ocean Глубина океана м
19 2 SWH Значимая высота волны 10-3 м
20 1 WS Скорость приводного ветра 10-2 м/с
21 2 Flag Массив признаков  

Скорректированная высота морской поверхности (SSH) представляет собой высоту морской поверхности относительно отсчетного эллипсоида:

a = 6378136. f = 1/298.257

и рассчитывается через скорректированные показания альтиметра и высоту орбиты спутника, определяемую также относительно этого же отсчетного эллипсоида. При формирования ИБДСА принято использовать высоту орбиты спутника, рассчитанную соответственно NASA, CNES или Российским космическим агенством. Скорректированные показания альтиметра представляют собой показания альтиметра осредненные за время ~1с и скорректированные на инструментальную поправку, которая включает в себя: калибровку и ряд аппаратурных поправок.
На точность расчета высоты спутника относительно морской поверхности влияет время запаздывания возврата полезного сигнала на борт, обусловленное влиянием атмосферы, ионосферы и состоянием подстилающей поверхности. Учет этого влияния проводился через соответствующие поправки: на влажную и “сухую” атмосферу, на ионосферу и на состояние морской поверхности. При формировании данных ИБДСА учитывается поправка на влажность, рассчитанная по данным бортового микроволнового радиометра. В случае, когда она отсутствовала, используется модельная поправка, проинтерполированная к моменту измерений. Поправка на “сухую” атмосферу расчитывается по полю давления и по аналогии с предыдущей поправкой интерполируется для соответствующего значения времени спутниковых измерений. Поправка на ионосферу вычисляется традиционным методом с использованием данных о содержаннии электронов в ионосфере и модели IRI-95. Поправка на состояние подстилающей поверхности принимается, при ее наличии, из расчетов по формуле Gaspar на основании данных о приводном ветре и высоте волн для рабочей частоты 13,6ГГц (Ku диапазон).
Остаточная высота морской поверхности или динамическая топография определяются как отклонения скорректированной высоты морской поверхности (SSH) относительно геоида с учетом приливных эффектов и поправки обратного барометра (dH_Inv_Bar). Она позволяет определять следующие геофизические параметры:
    • реальную топографию океанической поверхности, обусловленную океанскими течениями,
    • динамический эффект обратного барометра,
    • различия между реальными приливами и приливными моделями,
    • синоптическую изменчивость динамической топографиию.
В зависимости от решаемой задачи динамическая топография может определяться относительно средней высоты моря (H_MSS) или относительно высоты геоида (H_Geoid). Обе поверхности определяются относительно одного и того же отсчетного эллипсоида, что и высота морской поверхности. Они интерполируются в точки подспутниковых измерений только для акватории океана. Разница между средней высотой моря и высотой геоида дает среднюю динамическую топографию, которая позволяет оценить осредненную динамическую картину без учета синоптической изменчивости. Наличие средней динамической топографии (H_Levitus), рассчитанной по средним гидрологическим полям температуры и солености, в свою очередь позволяет исследовать и синиптическую изменчивостьдинамической топографиию.
Суммарный приливной эффект складывается из эластичного океанского прилива (dH_EOT), прилива земной коры (H_SET) и полюсного прилива (H_Pol). Все эти поправки при их наличии сохранены в данных ИБДСА. Для ИБДСА величина эластичного океанского прилива определялась по модели Техасского университета (CSR 3.0). Для земного и полюсного приливов приводятся значения, даваемые в оригинальных файлах.
Поправка обратного барометра (dH_Inv_Bar) учитывает изменения высоты морской поверхности за счет барического влияния атмосферы и определяется через атмосферное давление (в миллибарах), которое можно определить через “сухую” атмосферную поправку (dH_Dry).
Дополнительная информация включает глубину океана, высоты волн и скорость ветра. Глубина в точке подспутникового следа определяется по 5-минутному полю рельефа Мирового океана ETOPO-5 Национального геофизического центра данных СШA (NGDC). Для высот волн и скорости ветра (в случае их наличия) даются значения, приведенные в оригинальных файлах (в случае их наличия).
Данные спутника TOPEX/POSEIDON были получены из Цетра рараспространения активных архивов по физической океанографии в Лаборатории реактивного движения НАСА Калифорнииского технологического института (PO.DAAC)

     ISADB Home Page
© Геофизический центр РАН, 1998
Дата обновления 25 сентября 1999