Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 4. С. 63-73
Автоматическое обнаружение вулканического пепла по спутниковым данным
1 Дальневосточный центр НИЦ «Планета», Хабаровск, Россия
Одобрена к печати: 22.03.2019
DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-4-63-73
В статье представлен алгоритм автоматического обнаружения вулканического пепла по спутниковым данным с применением пяти спектральных каналов на длинах волн 0,6; 1,6; 3,7; 11 и 12 мкм. Такой выбор спектральных каналов был физически обоснован на примере взаимодействия вулканического пепла с электромагнитным спектром. Качество обнаружения вулканического пепла представленного «пятиканального» алгоритма сравнивалось с классическим методом «обратного поглощения», основанным только на разности яркостных температур на длинах волн 11 и 12 мкм (brightness temperature difference, BTD[11, 12]). Сравнение проводилось с использованием целого ряда тематических спутниковых сцен, на которых запечатлён выброс вулканического пепла. Результаты показали, что новый «пятиканальный» алгоритм не только более чувствителен к присутствию вулканического пепла, но и меньше подвержен ошибкам, присущим методу «обратного поглощения». Также он позволяет обнаружить смешанный с облачностью вулканический пепел, в то время как из-за наличия воды/льда в облаке полезный сигнал BTD[11, 12] метода «обратного поглощения» может теряться.
Ключевые слова: вулканический пепел, яркостная температура, спутниковые данные
Полный текстСписок литературы:
- Bonfiglio A., Macchiato M., Pergola N., Pietrapertosa C., Tramutoli V. AVHRR automated detection of volcanic clouds // Intern. J. Remote Sensing. 2005. V. 26. P. 9–28. DOI: 10.1080/0143116042000274122.
- Buras R., Dowling T., Emde C. New secondary-scattering correction in DISORT with increased efficiency for forward scattering // J. Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 2011. V. 112(12). P. 2028–2034. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2011.03.019.
- Higurashi A., Nakajima T. Detection of aerosol types over the East China Sea near Japan from four-channel satellite data // Geophysical Research Letters. 2002. V. 29. 1836 p. DOI: 10.1029/2002GL015357.
- Mayer B., Kylling A., Emde C., Buras R., Hamann U., Gasteiger J., Richter B. LibRadtran user’s guide. 2017. 155 p. URL: http://www.libradtran.org/doc/libRadtran.pdf.
- Miller T. P., Casadevall T. J. Volcanic ash: Hazards to aviation // Encyclopedia of Volcanoes. 2000. V. 1. P. 915–930.
- Pavolonis M. J. A Daytime Complement to the Reverse Absorption Technique for Improved Automated Detection of Volcanic Ash // J. Atmospheric and Oceanic Technology. 2006. V. 23. P. 1422–1444. DOI: 10.1175/JTECH1926.1.
- Pollack J. B., Toon O. B., Khare B. N. Optical properties of some terrestrial rocks and glasses // Icarus. 1973. V. 19. No. 3. P. 372–389. DOI: 10.1016/0019-1035(73)90115-2.
- Prata A. J. (1989a) Observations of volcanic ash clouds in the 10–12-micron window using AVHRR/2 Data // Intern. J. Remote Sensing. 1989. V. 10(4–5). P. 751–761. DOI: 10.1080/01431168908903916.
- Prata A. J. (1989b) Radiative transfer calculations for volcanic ash clouds // Geophysical Research Letters. 1989. V. 16(11). P. 1293–1296. DOI: 10.1029/GL016i011p01293.
- Prata A. J., Bluth G. J. S., Rose W. I., Schneider D. J., Tupper A. C. Comments on “Failures in detecting volcanic ash from a satellite-based technique” // Remote Sensing of Environment. 2001. V. 78. P. 341–346. DOI: 10.1016/S0034-4257(01)00231-0.
- Yu T. X., Rose W. I., Prata A. J. Atmospheric correction for satellite-based volcanic ash mapping and retrievals using «split window» IR data from GOES and AVHRR // J. Geophysical Research. 2002. V. 107. 4311 p. DOI: 10.1029/2001JD000706.