Определение параметров вулканического пепла по спутниковым данным

Вулканический пепел состоит в основном из твердых стекловидных частиц, представляющих большую опасность для работы авиационных двигателей. Данные дистанционного зондирования Земли из космоса позволяют не только визуализировать пепловый шлейф, но и спрогнозировать его распространение в атмосфере, а также определить основные параметры.
Большинство существующих методик по расчету массы пепла сводится к анализу уходящего излучения в инфракрасной области спектра: зависимости оптической толщины и эффективного радиуса частиц пепла от яркостных температур на длинах волн 11 и 12 мкм, т.е. интерпретацией алгоритма Wen and Rose (1994).
В НИЦ «Планета» разработан оригинальный алгоритм определения параметров вулканического пепла на основе спутниковых данных, получаемых от сканеров типа AVHRR и МСУ-МР, установленных на полярно-орбитальных метеоспутниках.
В качестве входных параметров, помимо упомянутых яркостных температур, алгоритм дополнительно использует коэффициенты отражения, измеряемые в коротковолновых каналах сканеров. Вычисление массовых характеристик пепла осуществляется по его оптической толщине и эффективному радиусу частиц. Модельные зависимости, связывающие эти параметры с коэффициентами отражения и яркостными температурами, измеренными в каналах сканеров, получены для широкого набора условий, учитывающих разнообразие геометрии наблюдений и изменчивость оптического режима атмосферы.
В настоящее время НИЦ «Планета» проводит валидацию алгоритма на основе сопоставления результатов с оценками параметров пепла, полученными различными зарубежными исследовательскими группами по исландским вулканам Эйяфьятлайокудль (2010 г.) и Гримсвотн (2011 г.). В качестве входных параметров для расчетов используются архивные спутниковые данные с КА «Metop-A».
После завершения валидации алгоритм будет использоваться, главным образом, для определения параметров пепла вулканов Камчатки и Курил с использованием данных российских метеорологических спутников серии «Метеор-М».