Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 1. С. 27-39
Точность воспроизведения по спутниковым данным аномальных значений снегозапасов
Л.М. Китаев
1 , В.В. Тихонов
2 , Т.Б. Титкова
1 1 Институт географии РАН, Москва, Россия
2 Институт космических исследований РАН, Моcква, Россия
Одобрена к печати: 27.01.2017
DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-1-27-39
Рассматривается точность воспроизведенных по спутниковым данным пространственно-временных изменений снегозапасов с учетом изменений приземной температуры воздуха и осадков зимнего периода. Данный анализ проведен в первую очередь для случаев аномальных снегонакоплений. Анализ представлен на примере территории Евразии в границах России для периода 1979−2007 гг. Невязка среднемноголетних фактических и восстановленных снегозапасов составляет 17−45%. Стандартное отклонение восстановленных и фактических снегозапасов различается более чем в два раза. Наблюдается небольшой рост фактических снегозапасов при снижении снегозапасов восстановленных. Наибольшие ошибки восстановленных снегозапасов присущи районам с большой толщиной снега, лесной растительностью, горным рельефом, в местах с заметным многолетним ростом снегозапасов. Выявлены аномалии фактических и восстановленных снегозапасов, рассчитан их вклад в общую изменчивость. Отмечено, что для исследуемого периода времени совпадений аномальных случаев фактических и восстановленных снегозапасов не выявлено. Таким образом, фактические и восстановленные по спутниковым данным снегозапасы имеют малую схожесть в значениях, пространственном и временном распределении, а также в проявлении аномалий. Алгоритмы пересчета спутниковых данных требуют доработки с учетом состояния поверхности и характеристик структуры снежной толщи. Полученные в работе закономерности могут служить как для уточнения значений уже восстановленных снегозапасов, так и для коррекции процедуры их расчета.
Ключевые слова: фактические и восстановленные снегозапасы, приземная температура воздуха, осадки, многолетняя изменчивость, пространственная изменчивость, аномальные значения характеристик
Полный текстСписок литературы:
- Байков В.А., Бакиров Н.К., Яковлев А.А. Новые подходы в теории геостатистического моделирования // Вестник УГАТУ. 2010. Т. 14. № 2 (37). С. 209−215.
- Володичева Н.А., Китаев Л.М., Кренке А.Н., Олейников А.Д. Межгодовые изменения снежности на Кавказе и Восточно-Европейской равнине // Лед и снег. 2004. № 96. С. 138−143.
- Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. М.: Из-во Росгидромета, 2014. 1008 с.
- Галахов В.П. Имитационное моделирование как метод гляциологических реконструкций горного оледенения. Новосибирск: Наука, 2001. 134 с.
- Галахов В.П. Условия формирования и расчет максимальных снегозапасов в горах. Новосибирск: Наука, 2003. 104 с.
- Груза Г.В., Ранькова Э.Я., Клещенко Л.К., Смирнов В.Д. О пространственном осреднении в задачах мониторинга климата // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем, 2013. Том XXV. С. 42−71.
- Жильцова Е.Л., Анисимов О.А. О точности воспроизведения температуры и осадков на территории России глобальными климатическими архивами // Метеорология и гидрология. 2009. № 9. С. 66−74.
- Кислов А.В., Китаев Л.М., Константинов И.С. Статистическая структура крупномасштабных особенностей поля снежного покрова // Метеорология и гидрология. 2001. № 8. С. 98−104.
- Китаев Л.М., Кренке А.Н., Титкова Т.Б. Климатические условия пределов нарастания снегозапасов на севере Евразии // Лед и снег. 2004. № 94. С. 117−126.
- Китаев Л.М., Трофимова Л.Б., Комаровская Е.В., Данилович И.С., Бильдюг А.А. Многолетняя изменчивость осадков и формирование снежного покрова Восточно-Европейской равнины // Криосфера Земли. 2010. № 3. С. 77−81.
- Китаев Л.М., Тихонов В.В., Боярский Д.А., Титкова Т.Б., Комарова Н.Ю. Снежный покров Восточно-Европейской равнины по данным многочастотной микроволновой спутниковой рапиометрии // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 1. С. 249−257.
- Китаев Л.М., Титкова Т.Б., Коробов Е.Д. Изменчивость снегонакопления и динамика температуры почвы в связи с изменениями локальной метеорологической обстановки // Многолетние процессы в природных комплексах заповедников России. Великие Луки: ООО “Великолукская городская типография”, 2012. С. 19−26.
- Китаев Л.М., Титкова Т.Б. Изменчивость альбедо снежного покрова − анализ спутниковых данных // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 2. С. 47−54.
- Копанев И.Д. Снежный покров на территории СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 181 с.
- Котляков В.М. Снежный покров и ледники земли. М.: Наука, 2004. 448 с.
- Кренке А.Н., Китаев Л.М., Разуваев В.Н. Изменение сроков залегания снежного покрова на территории бывшего СССР в целом и его регионов в 1966−1995 гг. // Криосфера Земли. 2000. № 4. С. 54−60.
- Кренке А.Н., Китаев Л.М., Титкова Т.Б. Оценка изменений снегозапасов на территории Северной Евразии в начале XXI в. (на основе модельных прогнозов зимних температур и осадков) // Материалы гляциологических исследований. 2009. Вып. 107. C. 31−37.
- Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Вып. 3 часть 1. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 299 с.
- Носенко О.А., Носенко Г.А. Особенности поведения радиояркостных температур SSM/I в субполярных регионах России в течение зимы 2006/2007 гг. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2008. Т. 2. № 5. С. 160−164.
- Олейников А.Д., Володичева Н.А. Повторяемость многоснежных зим и лавинных катастроф на Большом Кавказе в ХХ столетии // Лед и снег. 2001. № 91. С. 87−94.
- Попова В.В., Полякова И.А. Изменения сроков разрушения устойчивого снежного покрова на севере Евразии в 1936−2008 гг.: влияние глобального потепления и роль крупномасштабной атмосферной циркуляции // Лед и снег. 2013. Т. 53. № 2. С. 29−39.
- Рубинштейн К.Г., Громов С.С., Золоева М.В. Динамическая классификация снежного покрова // Вычислительные технологии. 2006. T. 11. № 57. C. 31−37.
- Телегина А.А., Фролова Н.Л., Китаев Л.М., Титкова Т.Б. Оценка точности спутниковой информации о снегозапасах крупных водосборов европейской территории России // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 2. С. 38−49.
- Трофимова Е.Б. Отражающая способность снежного покрова // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры. Оренбург: Оренбургский государственный университет. 2014. С. 1498−1500.
- Bjorgo E., Johannessen O la M., Miles M.W. Analysis of merged SMMR-SSMI time series of Arctic and Antarctic sea ice parameters 1978−1995 // Geophisical Research Letters. 1997. Vol. 24. No. 4. P. 413−416.
- Boyarskii D.A., Tikhonov V.V. The Influence of Stratigraphy on Microwave Radiation from Natural Snow Cover // J. of Electromagnetic Waves and Applications. 2000. Vol. 14. No. 9. P. 1265−1285.
- Brown R.D., Mote P.W. The response of Northern Hemisphere snow cover to a changing Climate // Journ. of Climate. 2009. Vol. 22. No. 8. P. 2124–2145.
- Cavalieri D.J. , Parkinson C.L. Vinnikov K.Y. 30-Year satellite record reveals contrasting Arctic and Antarctic decadal sea ice variability // Geophysical research letters, 2003. Vol. 30. No. 18. P. 124−139. DOI: 10.1029/2003GL018031..
- Chang A., Rango A. Algorithm Theoretical Basis Document for the AMSR-E Snow Water Equivalent Algorithm. Version 3.1. Greenbelt, MD, USA: NASA Goddard Space Flight Center. 2000. 124 p.
- Kitaev L., Krenke A., Konstantinov I., Kislov A., Razuvaev V., Martuganov R. The snow cover characteristics of Northern Eurasia and their relationship to climatic parameters // Boreal Environment Research. 2002. Vol. 7. No. 4. P. 437−445.
- Tait A.B., Hall D.K., Foster J.L., Armstrong R.L. Utilizing multiple datasets for snow-cover mapping // Rem. Sens. Env. 2000. No. 72. P. 111–126.