ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 4. С. 133-142

Диагностика ледяных ядер в облаках по данным прибора SEVIRI

В.В. Чукин 1 , И.Н. Мельникова 1 , Т.Т. Нгуен 1 , В.Н. Никулин 1 , А.Ф. Садыкова 1 , А.М. Чукина 1 
1 Российский государственный гидрометеорологический университет, Санкт-Петербург, Россия
Информация о концентрации и типе ледяных ядер в облаках является необходимой для повышения точности прогнозирования возникновения, развития облаков и выпадения осадков. В работе рассматриваются разработанные алгоритмы определения оптической толщины облаков, оценки их фазового состояния и параметров ледяных ядер в облаках по данным прибора SEVIRI. Процесс обработки изображений состоит из нескольких этапов. Первый этап заключается в распознавании облачных пикселей и последующем анализе данных только для выделенных пикселей. Оправдываемость алгоритма распознавания составляет 77%. На втором этапе производится определение оптической толщины облаков, оценка водо- и льдозапаса облаков, а также фазового состояния облака. Заключительных третий этап обработки заключается в оценке кристаллизующих свойств ледяных ядер в облаках по значениям температуры на верхней границе облаков и фазового состояния облака. Представлены результаты апробации алгоритмов. Для интерпретации полученных результатов осуществлена серия лабораторных экспериментов по измерению кристаллизующих свойств естественных ледяных ядер. Для этих целей использовалась установка LINC, позволяющая определять температуры кристаллизации различных нерастворимых частиц в иммерсионном режиме кристаллизации. Получены оценки средних значений линейной удельной энергии перехода вода – лед для ледяных ядер – частиц каолинита (18 пДж/м) и кварца (20 пДж/м). Представленные алгоритмы позволяют осуществлять дистанционную диагностику ледяных ядер в облаках и тем самым получать информацию о потенциальной возможности развития процессов осадкообразования. Получаемая также информация о фазовом состоянии облаков может найти применение при оперативном мониторинге зон обледенения летательных аппаратов.
Ключевые слова: оптическая толщина облаков, водозапас облаков, льдозапас облаков, фазовое состояние облаков, кристаллизация переохлажденных капель воды, ледяные ядра, спектрометр SEVIRI
Полный текст

Список литературы:

  1. Никулин В.Н., Чукин В.В., Садыкова А.Ф. Экспериментальные установки для исследования образования льда в атмосфере // Ученые записки РГГМУ. 2015. №38. С. 102–112.
  2. Чукин В.В., Платонова А.С. Результаты численного моделирования гетерогенной кристаллизации переохлажденных капель водных растворов // Перспективы науки. 2010. №.7(5). С. 12–18.
  3. Bley S., Deneke H. A threshold-based cloud mask for the high-resolution visible channel of Meteosat Second Generation SEVIRI // Atmos. Meas. Tech. 2013. Vol. 6. P.2713–2723.
  4. Hocking J., Francis P.N., Saunders R. Cloud detection in Meteosat Second Generation imagery at the Met Office // Meteorol. Appl. 2011. Vol. 18. P. 307–323.
  5. Rossow W.B., Schiffer R.A. Advances in Understanding Clouds from ISCCP // Bull. Amer. Meteor. Soc. 1999. Vol. 80. P. 2261–2288.
  6. Wildt M.R., Seiz G., Grün A. Snow mapping using multi-temporal METEOSAT-8 data // EARSeL eProceedings. 2006. Vol. 5. P. 18–30.