Анализ спутниковых данных

Со спутников поступает значительное количество информации и ее анализ явля­ется неотъемлемой частью любых методик анализа синоптической ситуации и верти­кальной структуры атмосферы. Спутниковые данные стали незаменимыми для слежения за перемещением и развитием фронтальных систем, скоплений облаков, зон тумана и других опасных явлений погоды.

Существуют два типа спутников, формирующих космическую подсистему:

1. Полярно-орбитальные спутники, которые совершают оборот вокруг земного
шара примерно за два часа. Они проходят над одним и тем же пунктом над поверхностью земного шара лишь два раза в сутки, но обеспечивают охват экваториальных и полярных регионов с одинаковым разрешением. Высота этих спутников составляет, как правило, 800 – 900 км.

2. Геостационарные спутники, высота орбиты которых составляет примерно 36000 км, передают каждые 30 минут обновляемые изображения, однако их недостаток за­ключается в том, что они дают искаженное представление о районах, находящихся к се­веру и к югу от субтропиков. Эти спутники могут также использоваться как ретрансля­тор при сборе данных, например, с платформ сбора данных, и передач факсимиле в ана­логовой и цифровой формах.

Спутники, в основном, обеспечивают получение изображений распределения об­лачности в видимом (0,4-1,1 мкм) и инфракрасном (ИК) диапазоне (10,5-12,5 мкм). Изо­бражения в видимом диапазоне полезны для получения информации о распределении и типе состоящих из водяных капель облаков, главным образом на низких уровнях в днев­ное время. Данные в инфракрасном диапазоне могут интерпретироваться в значения температуры в течение всех 24 часов.

Наиболее яркие изображения дают самые холодные, состоящие из кристаллов льда, облака. Комплексное рассмотрение этих двух типов снимков помогает получить трехмерную концепцию размещения облачности. Данные, полученные в ИК диапазоне, касающиеся температуры верхней границы облаков (ВГО), могут быть сопоставлены с известными или стандартными значениями атмосферной температуры и таким образом, могут быть вычислены высоты ВГО.

К числу метеорологических параметров, которые в настоящее время измеряются на оперативной основе, относятся следующие:

· профиль температуры атмосферы и температура на верхней границе облачно­сти (ВГО) и на поверхности моря и суши;

· профиль влажности;

· ветер на уровне облаков и на поверхности океана;

· интенсивность осадков и количество жидкой и общей воды;

· радиационный баланс и альбедо;

· тип облаков и высота ВГО;

· общее содержание озона;

· ледяной и снежный покров и их граница.

Наиболее подробно методы анализа мезомасштабных атмосферных процессов и анализ синоптического положения с использованием снимков облачного покрова с ИСЗ приведен в «Руководстве по использованию спутниковых данных в анализе и прогнозе погоды» (Н.Ф. Вельтищев и И.П. Ветлов, Гидрометеоиздат, 1982).

Очень важно при анализе спутниковые и наземные наблюдения рассматривать как взаимодополняющие.

При одновременном анализе снимков облачности и обычных синоптических дан­ных необходимо постоянно иметь в виду как преимущества, так и недостатки каждого вида информации, с тем чтобы максимально использовать преимущества того или иного источника данных.

Несомненным преимуществом наземных метеорологических наблюдений являет­ся то, что они дают возможность количественно оценить многие параметры состояния атмосферы. С другой стороны, наземные измерения достаточно часто бывают подверже­ны влиянию локальных эффектов, связанных с неоднородностью подстилающей поверхности и, в связи с этим, становится трудным выделение основных крупномасштабных процессов. Безусловным преимуществом спутниковых наблюдений является непрерыв­ность в пространстве. В отличие от точечных наземных наблюдений по снимку с ИСЗ в течение некоторого промежутка времени удается воссоздать общую картину простран­ственного распределения облачности и идентифицировать по характерным структурным особенностям облачности довольно большое количество атмосферных возмущений раз­личного масштаба. Некоторым недостатком снимков облачности является качественный, а не количественный характер производимых измерений. Необходимо помнить также, что облачность не является консервативным трассером атмосферных движений и может давать определенную дополнительную информацию лишь в тех местах, где происходит конденсация водяного пара в атмосфере.