Спутниковое радиотепловидение системы океан-атмосфера Земли: задачи, подходы, технологии

Задачи восстановления динамики геофизических полей системы океан-атмосфера Земли были выделены в важный класс задач дистанционного зондирования на самой ранней стадии его развития. Их актуальность велика как на региональных и краткосрочных масштабах (экстремальные погодные явления, атмосферные катастрофы, например, тайфуны и ураганы), так и в глобальном долгосрочном масштабе в связи с исследованиями климатических вариаций.
Существуют надежные алгоритмы восстановления отдельных аспектов этой динамики (скорости приводного ветра, характеристик движения облачных систем) на основе дистанционных данных. Но при исследовании многомасштабных процессов перераспределения атмосферной влаги и скрытого тепла единственным средством долгое время было численное моделирование на основе циркуляционных моделей атмосферы и океана. Перспективность дальнейшего развития этого подхода неоспорима и обеспечивается непрерывным совершенствованием вычислительных методов и средств, а также уточнением знаний о процессах в системе океан-атмосфера. Одной из существенных проблем такого моделирования является многовариантность сценариев эволюции климата, которая, во всяком случае, отчасти, обусловлена не артефактами моделей, а природой самой климатической системы. Улучшению качества прогнозов, безусловно, должно способствовать максимально эффективное использование данных спутникового мониторинга Земли.
В последнее десятилетие активно развиваются интерполяционные методики, направленные на оценку динамики геофизических полей системы океан-атмосфера по данным спутникового радиотеплового зондирования. В лекции подробно изложены методические основы одной из них, названной спутниковым радиотепловидением. Вычислительная схема этой методики замкнута относительно входных спутниковых данных, т.е. не использует подходы и результаты климатического моделирования, и в ряде случаев может рассматриваться в качестве инструмента независимой проверки последних. При этом достижимая пространственно-временная детальность анализа позволяет также выполнять исследования быстрых и сравнительно компактных атмосферных процессов, характеризующихся, однако, большими объемами потребляемой и выделяемой энергии и потенциально опасных для человечества.
В лекции разобраны примеры применения методики спутникового радиотепловидения к анализу таких экстремальных мезомасштабных атмосферных процессов, как тропические циклоны (тайфуны, ураганы), а также к исследованию синоптических и климатически значимых процессов на региональных и глобальных масштабах. В заключение дано краткое описание созданного геопортала спутникового радиотепловидения (http://fire.fryazino.net/tpw/) и введение в проект «ИКАР», направленный на обеспечение удаленных пользователей виртуальной средой организации обработки распределенных дистанционных данных для исследований системы океан-атмосфера Земли.