Презентация / 4.4 Mb

Использование спутниковой
информации (NOAA/AVHRR) для
задач специализированного
гидрометобеспечения
Е.Ф. Чичкова
Государственный научный центр ЦНИИ
Робототехники и технической кибернетики
декабрь 2007г.
Оборудование на борту спутников
серии NOAA
-наглядность;
-обзорность;
-оперативность
получения
информации
http://goespoes.gsfc.nasa.gov
Схема тематической обработки
ПО «MeteoGamma»
Исходные
данные
Статистические
пороговые
значения
Микрофизические
параметры
облаков из банка
данных
Данные
аэрологических
наблюдений
Первичная
обработка
Кластерный
анализ
Распознавание и
типизация подстилающей
поверхности
Расчет
гидрометеорологически
х параметров облаков
Специальная
информация
Климатическая
информация из
банка данных по
региону
Расчет
дополнительных
характеристик для
суши и водной
поверхности
Технология обработки данных
AVHRR MeteoGamma позволяет:
• производить мониторинг облачности
синоптического и мезо- масштабов;
• отслеживать опасные конвективные
облака в летний период и связанные с
ними процессы:
– шквалы;
– ливни;
– грозы;
• рассчитать характеристики
осадкообразующих типов облачности:
температуру, высоту верхней границы и оценку
водозапаса
Исходная
информация
N channel
AVHRR
spectral ranges (m)
1
2
3a/b
4
5
0.58- 0.68
0.725- 1.0
1.57-1.64/
3.55- 3.93
10.3 –11.3
11.4 –12.4
NOAA16 06/15/ 2005
Определение опасных
гидрометеорологических явлений
(грозы, шквалы)
Высота верхней границы облачности
15.05. 2007 г. NOAA 15
Высота верхней границы облачности
СЗ - регион
• Осредненная по всему массиву кучево-дождевых облаков
высота верхней границы для каждого обработанного
изображения восстанавливалась по аэрологическому
профилю и по статистической модели.
• Коэффициент корреляции между двумя полученными
рядами составил 0,9 при стандартной ошибке 0,8 км.
14
ВГО, аэрология
12
10
8
6
4
2
0
4
5
6
7
8
9
ВГО, стат. модель
10
11
12
13
Высота верхней границы облачности
Новосибирск, аэропорт Толмачево,
июнь-август 2006-2007
МРЛ
ДДЗ График подбора
16
14
12
10
8
6
4
2
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
ДДЗ
519 пар наблюдений, коэффициент корреляции – 0,89,
стандартная ошибка -1.2 км
Температура поверхности воды
Температура поверхности воды
Зависимость измерений in situ от спутниковых значений
ТПО
y = 0,9808x - 0,0345
R2 = 0,9737
25
20
in situ
15
12
10
5
0
-5,0
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
-5
NOAA/AVHRR
NOAA 12 (n=23)
NOAA 15 (n=218)
Линейный (NOAA 15 (n=218))
Оценка степени угнетенности
растительности в Ленинградской
области
Индекс вегетации 13.07. 2006 г.
NOAA 18
14 июля 2004 г в 07.30
Максимальный водозапас в в
облаках достигал 12-14 кг/м3
После 16 часов фронт начал
размываться, осадков выпало не
очень много: 3-8 мм, и только на
Терском берегу 12-16 мм за сутки.
Грозы наблюдались на востоке и
западе, в Мурманске не было
Распределение отобранных случаев по
синоптическим ситуациям СЗ регион
106 случаев за летние периоды 2001 и
2002 года (81 и 25 соответственно), содержащие мощные
скопления кучево-дождевых облаков.
3; 8%
Теплый фронт
14; 36%
Холодный
фронт
15; 38%
7; 18%
Фронт
окклюзии
Слабоградиентное
поле
Кучево-дождевые облака
теплый фронт
10:38 GMT, 07.26.2001
фронт окклюзии
11:11 GMT, 06.24.2001
Кучево-дождевые облака
холодный фронт
13:55 GMT, 07.17.2001
слабо градиентное барическое
поле 13:26 GMT, 08.10.2001
Новосибирск, аэропорт Толмачево,
июнь-август 2006г.
Разность между высотой ВГО,
рассчитанной по спутниковым
данным и по данным МРЛ (км)
в 65 % случаев высота ВГО по
спутниковым данным
превышает аналогичные
значения по МРЛ на 1-2 км.,
в 15 % случаев высота ВГО по
МРЛ превышает высоту
120
Частота
100
80
ВГО по спутниковым данным
60
40
20
0
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
Еще
Новосибирск, аэропорт
Толмачево, июнь-август 2006г.
Высота ВГ облаков с градом
МРЛ -Гистограмма для гроз
Частота
20
60
40
20
0
10
0
1
3
4
5
6
7
8
9
данные по МРЛ
6
8
10
12
14
16
Еще
16
Еще
км
СП-Гистограмма для гроз
Частота
2
40
20
0
6
8
10
12
км
14
данные по AVHRR
10
11
Высота верхней границы облачности
СЗ - регион
• Средняя высота верхней границы кучево-дождевых
облаков, приводящих к ОЯ, изменяется от 4,5 до 12,5 км,
максимальная повторяемость находится в диапазоне 8-11
км и составляет 37 процентов от общего числа случаев
22
Количество случаев
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
<6
6,1-7,0
7,1-8,0
8,1-9,0
9,1-10,0
км
10,1-11,0
11,1-12,0
>12
Высота верхней границы облачности,
аэропорт Толмачево
Частота
305 наблюдений, 32 % процента от общего числа
случаев находится в диапазоне 7-9 км
120
100
80
60
40
20
0
4
6
8
10
12
14
16
Еще
Восстановленные по данным
AVHRR/ NOAA значения
высоты верхней границы
кучево-дождевой облачности,
вызывающей ОЯ в 22 %
случаев превышают высоту
тропопаузы.
Усвоение данных AMSU и HIRS
посредством ПО AAPP - IAPP
«Вертикальный профиль
температуры, Санкт-Петербург,
25.09.2007»
поля температуры и
влажности
на разных изобарических
поверхностях
БЛАГОДАРИМ
ЗА ВНИМАНИЕ!