- использование модели континуума, основанной на теории крыльев спектральных линий водяного пара, и модели селективного поглощения атмосферных газов, полученной на основе баз данных параметров спектральных линий (HITRAN и т.п.);
- применение реальных данных о температуре и влажности воздуха в слое атмосферы до высот порядка 5-7 км с вертикальным разрешением не хуже 1.5-2 км;
- при влагосодержании атмосферы W>2 г/см2 допустимы ошибки задания δT~1 K для температуры воздуха и δW~10% для его влажности, если δT и δW независимы; при более высоком уровне ошибок должно выполняться соотношение их взаимной компенсации вида δT[K]≈0.1·δW[%].
2) В условиях замутненной атмосферы искажающее влияние рассеяния и поглощения теплового излучения земной поверхности слоями аэрозоля или перистой облачности достигает значимого уровня 0.5 K для оптической толщины τ0.55>0.25-1.9 (приземный слой аэрозоля) и τ0.55>0.02-0.25 (высота слоев Hsct>10 км) в зависимости от спектрального канала. Допустимые ошибки задания τ0.55 и Hsct составляют порядка 20-30% и 1-2 км, соответственно. Другим фактором, искажающим результаты ДЗЗ, является процесс бокового подсвета, который становится значимым для атмосферной коррекции ИК-изображений поверхности и превышает уровень 0.5 K, при выполнении следующих условий:
- в случае аэрозоля приземного слоя атмосферы метеорологическая дальность видимости SM<7-15 км, температурный перепад ΔTS>5-10 K на границе поля зрения прибора ДЗЗ;
- для поствулканического стратосферного аэрозоля (только в канале λ=3.75 мкм) оптическая толщина рассеяния τsct>0.05 и ΔTS>5 K; для перистой облачности τsct>0.05-0.15 и ΔTS>5-10 K.
3) Многофакторный физический подход, реализованный на основе спутниковых данных MODIS о параметрах состояния атмосферы в момент проведения ДЗЗ, обеспечивает погрешность менее 1-1.5 K при атмосферной коррекции ИК-изображений поверхности, полученных для значений оптической толщины атмосферы τ<3.
4) При решении задачи детектирования малоразмерных очагов горения, когда разница измеряемых радиационных температур ΔT в каналах λ=3.96 мкм и λ=11 мкм менее 15 K, применение многофакторного физического подхода увеличивает частоту обнаружения очагов горения от 1.5 до 9 раз по сравнению с алгоритмами, где атмосферная коррекция в явном виде отсутствует.
5) В диапазоне 3.5-4 мкм для условий замутненной атмосферы при относительных азимутах φ<50º с уменьшением угловой высоты Солнца HS и с ростом зенитного угла трассы ΘV>40º наблюдается увеличение интенсивности рассеянного атмосферой солнечного излучения с максимумом для значений HS~10-15º, что является причиной появления атмосферных бликов на спутниковых изображениях. Наряду с этим солнечные блики возникают на краях облачности с относительно малой оптической плотностью (τcld<3), что вызвано суперпозицией трех компонентов: рассеянного солнечного излучения на частицах с эффективным радиусом ref<10 мкм, прошедшего через края облака излучения подстилающей поверхности и отраженного от поверхности потока падающего солнечного излучения.
1.Белов В.В., Афонин С.В., Гриднев Ю.В. Информационно-вычислительный комплекс для космомониторинга атмосферы и подстилающей поверхности // В кн. «Региональный мониторинг атмосферы. Часть 3. Уникальные измерительные комплексы» (Ред. М.В. Кабанов). Новосибирск: изд-во СО РАН, 1998. С. 143-173.
2.Абушенко Н.А., Алтынцев Д.А., Антонов В.Н., Афонин С.В., Белов В.В., Гриднев Ю.В., Гришин А.М., Ершов Д.В., Коровин Г.Н., Кошелев В.В., Лупян Е.А., Мазуров А.А., Матвиенко Г.Г., Новик В.П., Пономарев Е.И., Соловьев В.С., Сухинин А.И., Татарников А.В., Тащилин С.А., Ткаченко В.А., Флитман Е.В. Спутниковый мониторинг лесных пожаров в России. Итоги. Проблемы. Перспективы (Ред. В.В. Белов). Новосибирск: изд-во ГПНТБ СО РАН, 2003. Аналитический обзор, Сер. “Экология”, вып. 70. 135 с.
3.Белов В.В., Афонин С.В. От физических основ, теории и моделирования к тематической обработке спутниковых изображений. Томск: изд-во ИОА СО РАН, 2005. 266 с.
4.Matvienko G.G., Afonin S.V. and Belov V.V. Early Detection of Forest Fires from Space Based on the RTM Method // in: “Fire Detection” (Edited by Roger P. Bennett). Hauppauge, New York: Nova Science Publishers, ISBN: 978-1-61122-025-4, 2011.
Статьи в рецензируемых журналах:
1.Афонин С.В., Гендрин А.Г., Фомин В.В. Влияние аэрозольного ослабления и вариации метеопараметров на точность определения температуры поверхности океана // Изв. АН СССР. Сер. Физика атмосферы и океана. 1986. № 10. С. 1109-1112.
2.Зуев В.Е., Селиванов А.С., Фомин В.В., Панфилов А.С., Романов А.В., Афонин С.В., Хамарин В.И. Измерение температуры поверхности океана аппаратурой МСУ-СК со спутника «Космос-1689» // Оптика атмосферы. 1988. Т.1. № 11. C. 76-80.
3.Сакерин С.М., Афонин С.В., Еремина Т.А., Игнатов А.М., Кабанов Д.М. Общая характеристика и статистические параметры спектральной прозрачности атмосферы в ряде районов Атлантики // Оптика атмосферы. 1991. Т.4. № 7. С. 695-704.
4.Афонин С.В., Белов В.В., Макушкина И.Ю. Моделирование восходящего потока рассеянного аэрозолем теплового излучения. Часть 1. Интенсивность потока // Оптика атмосферы и океана. 1994. Т.7. № 6. С.797–826.
5.Афонин С.В., Белов В.В., Макушкина И.Ю. Моделирование восходящего потока рассеянного аэрозолем теплового излучения. Часть 2. Радиус бокового подсвета // Оптика атмосферы и океана. 1994. Т. 7. № 6. С. 810-817.
6.Афонин С.В., Белов В.В., Макушкина И.Ю. Моделирование восходящего потока рассеянного аэрозолем теплового излучения. Часть 3. Поствулканический стратосферный аэрозоль // Оптика атмосферы и океана. 1994. Т. 7. № 6. С. 818-827.
7.Афонин С.В., Белов В.В., Макушкина И.Ю. Моделирование рассеянного аэрозолем восходящего теплового излучения с учетом температурных неоднородностей на поверхности. Часть 1. Функция размытия точки // Оптика атмосферы и океана. 1995. Т. 8. № 9. С. 1402– 1410.
8.Афонин С.В., Белов В.В., Макушкина И.Ю. Моделирование рассеянного аэрозолем восходящего теплового излучения с учетом температурных неоднородностей на поверхности. Часть 2. Случай крупномасштабных градиентов // Оптика атмосферы и океана. 1995. Т. 8. № 12. С. 1812-1820.
9.Афонин С.В., Белов В.В., Макушкина И.Ю. Моделирование рассеянного аэрозолем восходящего теплового излучения с учетом температурных неоднородностей на поверхности. Часть 3. Мелкомасштабные высокотемпературные аномалии // Оптика атмосферы и океана. 1997.Т. 10. № 2. С. 184–190.
10.Афонин С.В., Белов В.В., Макушкина И.Ю. Перенос ИК-изображений через атмосферу // Оптика атмосферы и океана. 1997. Т. 10. № 4–5. С. 449–462.
11.Афонин С.В., Быков А.Д., Гриднев Ю.В., Зуев В.В., Катаев М.Ю., Комаров В.С., Мицель А.А., Науменко О.В., Фирсов К.М., Чеснокова Т.Ю., Чурсин А.А. Зондирование атмосферы с помощью спутникового ИК-радиометра HIRS/2 // Оптика атмосферы и океана. 1998.Т. 11. № 10. С. 1069-1078.
12.Афонин С.В., Мицель А.А., Фирсов К.М. Влияние искажающих факторов на интенсивность уходящего излучения в ИК-каналах HIRS/2 // Оптика атмосферы и океана. 1998., Т. 11. № 10. С. 1091-1098.
13.Белов В.В., Афонин С.В., Гриднев Ю.В., Протасов К.Т. Тематическая обработка и атмосферная коррекция аэрокосмических изображений // Оптика атмосферы и океана. 1999. Т. 12. № 10. С. 991–1000.
14.Афонин С.В., Белов В.В., Гриднев Ю.В. Система космомониторинга лесных пожаров на территории Томской области. Часть 1. Организация системы космомониторинга // Оптика атмосферы и океана. 2000. Т. 13. № 11. С. 996–1004.
15.Афонин С.В., Белов В.В. Система космомониторинга лесных пожаров на территории Томской области. Часть 2. Оценка эффективности космомониторинга // Оптика атмосферы и океана. 2001. Т. 14. № 8. С. 692–696.
16.Афонин С.В., Белов В.В. Эффективность применения спутниковых технологий для оперативного мониторинга лесных пожаров в Томской области // Исслед. Земли из космоса. 2002. № 1. C.42-50.
17.Афонин С.В., Белов В.В., Белан Б.Д., Панченко М.В., Сакерин С.М., Кабанов Д.М. Сравнение спутниковых (AVHRR/NOAA) и наземных измерений характеристик атмосферного аэрозоля // Оптика атмосферы и океана. 2002. Т. 15. № 12. C. 1118–1123.
18.Афонин С.В., Белов В.В. Информационно-методические основы построения эффективных систем спутникового мониторинга лесных пожаров // Вычислительные технологии. 2003. Т. 8. Спец. выпуск. C. 35–46.
19.Афонин С.В., Белов В.В., Энгель М.В., Кох А.М. Разработка в ИОА СО РАН базы данных региональной спутниковой информации и программного обеспечения для ее обработки // Оптика атмосферы и океана. 2005. Т. 18. № 1-2. C. 52-60.
20.Афонин С.В. К вопросу об атмосферной коррекции спутниковых данных в задаче мониторинга из космоса малоразмерных очагов лесных пожаров // Оптика атмосферы и океана. 2005. Т. 18. № 4. C. 331-334.
21.Афонин С.В. Некоторые результаты изучения характеристик оптического состояния атмосферы в Томском регионе по спутниковым данным MODIS // Оптика атмосферы и океана. 2005. Т. 18. № 5-6. C. 400-405.
22.Афонин С.В., Белов В.В. Направления развития и результаты пассивного спутникового зондирования системы “атмосфера – подстилающая поверхность” в Институте оптики атмосферы СО РАН // Оптика атмосферы и океана. 2005. Т. 18. № 12. C. 1031-1041.
23.Афонин С.В., Белов В.В., Соломатов Д.В. Разработка программного обеспечения для атмосферной коррекции аэрокосмических ИК-измерений температуры подстилающей поверхности // Оптика атмосферы и океана. 2006. Т. 19. № 1. C.69-76.
24.Loupian E.A., Mazurov A.A., Flitman E.V., Ershov D.V., Korovin G.N., Novik V.P., Abushenko N.A., Altyntsev D.A., Koshelev V.V., Tashchilin S.A., Tatarnikov A.V., Csiszar I., Sukhinin A.I., Ponomarev E.I., Afonin S.V., Belov V.V., Matvienko G.G. and Loboda T. Satellite monitoring of forest fires in Russia at federal and regional levels // Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change. 2006. Vol. 11. № 1. P. 113-145.
25.Афонин С.В., Белов В.В., Куликов Г.Э., Энгель М.В. Разработка программного обеспечения портала для использования региональной спутниковой информации в научных исследованиях // Вычислительные технологии. 2006. Т.11. Спец. выпуск. С.127-135.
26.Лупян Е.А., Мазуров А.А., Ершов Д.В., Коровин Г.Н., Королева Н.В., Абушенко Н.А., Тащилин С.А., Сухинин А.И., Афонин С.В., Белов В.В., Гришин А.М., Соловьев В.С. Спутниковый мониторинг лесов России // Оптика атмосферы и океана. 2007. Т.20. № 5. С. 443-447.
27.Афонин С.В., Соломатов Д.В. Методика учета оптико-метеорологического состояния атмосферы для решения задач атмосферной коррекции спутниковых ИК-измерений // Оптика атмосферы и океана. 2008. Т.21. № 2. С.147-153.
28.Афонин С.В., Белов В.В., Энгель М.В Сравнительный анализ спутниковых аэрозольных данных типа MODIS Aerosol Products // Оптика атмосферы и океана. 2008. Т.21. № 3. С. 235-239.
29.Афонин С.В., Белов В.В., Панченко М.В., Сакерин С.М., Энгель М.В. Корреляционный анализ пространственных полей аэрозольной оптической толщи на основе спутниковых данных MODIS // Оптика атмосферы и океана. 2008. Т.21. № 6. С. 510-515.
30.Афонин С.В., Белов В.В., Соломатов Д.В. Решение задач температурного мониторинга земной поверхности из космоса на основе RTM-метода // Оптика атмосферы и океана. 2008. Т.21. №12. C. 1056-1063.
31.Афонин С.В., Белов В.В. Реализация RT-подхода к задачам температурного зондирования земной поверхности из космоса // Изв. ВУЗов. Физика. 2009. №2/2. C. 64-68.
32.Афонин С.В., Белов В.В., Гриднев Ю.В., Протасов К.Т. Пассивное спутниковое зондирование земной поверхности в оптическом диапазоне длин волн // Оптика атмосферы и океана. 2009. Т.22. №.11. С. 945-949.
33.Афонин С.В. Результаты тестирования двух методов атмосферной коррекции спутниковых ИК-измерений температуры земной поверхности // Оптика атмосферы и океана. 2010. Т.23. №.4 С. 308-310.
34.Афонин С.В. К вопросу о применимости восстановленных из космоса метеоданных MODIS для атмосферной коррекции спутниковых ИК измерений // Оптика атмосферы и океана. 2010. Т.23. № 8. C. 684-690.
35.Афонин С.В., Энгель M.В., Майор А. Ю., Павлов А.Н., Столярчук С.Ю., Шмирко К.А., Букин О.А. Результаты комплексного аэрозольного эксперимента в переходной зоне материк-океан (Приморье и Японское море). Часть 2. Анализ пространственной и временной изменчивости характеристик аэрозоля по спутниковым данным и лидарным измерениям // Оптика атмосферы и океана. 2010. Т.23. № 9. С. 811-819.
36.Афонин С.В. Анализ возможностей ИК мониторинга аэрозоля и перистой облачности из космоса в интересах задачи атмосферной коррекции спутниковых изображений подстилающей поверхности // Оптика атмосферы и океана. 2010. Т.23. № 11. С.995-1005.