Информационные технологии в дистанционном зондировании Земли

В работе представлен автоматический алгоритм разделения воздушных масс на классы по распределениям значений интегрального влагосодержания. При исследовании атмосферы над океаном удается выделить три основных класса, которые можно связать с воздушными массами нижних, высоких и умеренных широт, причем последние являются динамической смесью двух первых. Классификация построена на аппроксимации гистограмм распределения значений интегрального влагосодержания суммой четырех гауссовых функций (мод). Анализ данных выполнен для всех акваторий Мирового океана в непрерывном интервале наблюдений за 2003 – 2017 гг. Реализованный автоматический анализ обеспечивает прогресс в изучении структуры атмосферной циркуляции и, в частности, в детектировании и исследовании характеристик атмосферных рек. Затронута проблема исследования атмосферной циркуляции над сушей.

Литература:

[1] Newell R.E., Newell N.E., Zhu Y., Scott C., Tropospheric rivers? – A pilot study, Geophysical Research Letters, 1992, 19(24), pp. 2401–2404. DOI: 10.1029/92GL02916.
[2] Zhu Y., Newell R.E. Atmospheric rivers and bombs, Geophysical Research Letters, 1994, 21(18), pp. 1999–2002. DOI: 10.1029/94GL01710.
[3] Wick G.A., Neiman P.J., Ralph F.M., Description and validation of an automated objective technique for identification and characterization of the integrated water vapor signature of atmospheric rivers, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2013, 51(4), pp. 2166–2176. DOI: 10.1109/TGRS.2012.2211024.
[4] Matrosov S.Y., Characteristics of landfalling atmospheric rivers inferred from satellite observations over the Eastern North Pacific ocean, Monthly Weather Review, 2013, 141(11), pp. 3757–3768. DOI: 10.1175/MWR-D-12-00324.1.
[5] Dettinger M.D., Ralph F.M., Das T., Neiman P.G., Cayan D.R., Atmospheric rivers, floods and water resources of California, Water, 2011, 3(2), pp. 445–478. DOI: 10.3390/w3020445.
[6] Knippertz P., Wernli H., A Lagrangian climatology of tropical moisture exports to the Northern Hemispheric extratropics, Journal of Climate, 2010, 23(4), pp. 987–1003. DOI: 10.1175/2009JCLI3333.1.
[7] Palmen E., Newton C.W., Atmospheric circulation systems: Their structural and physical interpretation, Academic Press, New York, 1969, 624 p.
[8] Ermakov D.M., Global circulation of latent heat in the Earth’s atmosphere according to data from satellite radiothermovision, Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics, 2018, 54(9), pp. 1223–1243. DOI: 10.1134/S000143381809013X.
[9] Levenberg K., A method for the solution of certain non-linear problems in least squares, Quarterly of Applied Mathematics, 1944, 2, pp. 164–168. DOI: https://doi.org/10.1090/qam/10666.
[10] Marquardt D., An algorithm for least-squares estimation of nonlinear parameters, SIAM Journal of Applied Mathematics, 1963. 11(2), pp. 431–441. DOI: 10.1137/0111030.
[11] Komatsu K.K., Alexeev V.A., Repina I.A., Tachibana Y., Poleward upgliding Siberian atmospheric rivers over sea ice heat up Arctic upper air, Scientific reports, 2018, 8(2872). DOI: 10.1038/s41598-018-21159-6.
[12] Du J., Kimball J.S., Jones L.A., Kim Y., Glassy J., Watts J.D., A global satellite environmental data record derived from AMSR-E and AMSR2 microwave Earth observations, Earth System Science Data, 2017, 9(2), pp. 791–808. DOI: 10.5194/essd-9-791-2017.

Информационные технологии в дистанционном зондировании Земли - RORSE 2018

Электронный сборник статей 16-й конференции (12-16 ноября 2018 г., Москва, Россия)

Развитие автоматических алгоритмов детектирования атмосферных рек

Методы и алгоритмы обработки данных дистанционного мониторинга