Определение параметров облачного покрова и осадков по данным радиометра SEVIRI с КА Meteosat-10 для Европейской территории России

Разработанная автором в ФГБУ «НИЦ «Планета»» Комплексная пороговая методика (КПМ) автоматической классификации параметров облачного покрова, осадков и опасных явлений погоды (ОЯП) в круглосуточном режиме по данным радиометра SEVIRI с геостационарного метеоспутника Meteosat-8,9,10 для всего круга обзора (Волкова, Успенский, 2010) была модернизирована и специально приспособлена для более точной работы для Европейской территории России (ЕТР) и сопредельных стран.
В качестве предикторов КПМ использует измерения SEVIRI/Meteosat-10 в каналах 1-10, а также их разности. Пороговые значения предикторов рассчитываются попиксельно как функции высоты места над уровнем моря, высоты солнца, номера календарного дня, приземной температуры воздуха, угла спутникового визирования, географической широты и др. Дополнительно используются прогностические поля о вертикальном распределении температуры воздуха на стандартных барических уровнях атмосферы и атмосферном давлении на уровне моря, а также цифровая карта рельефа. Кроме того, КПМ использует параметры облачности и осадков, полученные на предыдущих этапах классификации.
Выходными продуктами КПМ являются: облачная маска (2 класса), типы облачности (13 классов), максимальные водность облачного слоя (г/м3, 7 градаций), водозапас облачного слоя (кг/м2, 9 градаций), температура верхней границы облачности (ВГО) (К или оС, 16 градаций или в точных значениях), высота ВГО над уровнем моря (м или км, 16 градаций или в точных значениях), барическая высота ВГО (гПа, 16 градаций или в точных значениях), высота НГО над поверхностью земли (км, 4 градации), фазовое состояние воды в облачных частицах в слое вблизи ВГО (4 класса), толщина облачного слоя (км, 13 градаций), оптическая плотность облачного слоя (11 градаций), оптическая толщина облачного слоя (14 градаций), эффективный радиус облачных частиц (мкм, 8 градаций), максимальная мгновенная интенсивность осадков (мм/ч, 7 градаций), тип осадков у поверхности земли (13 классов), зоны гроз, града и обледенения разной интенсивности (по 4 класса), а также высота верхней и нижней границ над уровнем моря слоя обледенения каждой интенсивности (км, по 10 градаций). Дополнительно рассчитываются суточные, месячные и годовые суммы осадков (мм).
На примере архива синхронных спутниковых и наземных метеонаблюдений за 2011-2016 гг. была проведена валидация полученных с помощью КПМ по информации SEVIRI/Meteosat-10 оценок параметров облачного покрова, осадков и ОЯП для ЕТР данными наземных наблюдений на метеостанциях за количеством общей облачности, высотой нижней границы облачности и погодой в срок наблюдения и в последний час, а также выполнено сопоставление с аналогичными оценками, полученными КПМ по данным AVHRR/NOAA (Волкова, 2013) для той же территории, и с климатическими данными.
Результаты сопоставления показывают хорошее качество получаемых выходных продуктов КПМ. Они не уступают по точности зарубежным аналогам и удовлетворяют предъявляемым к ним пользователями требованиям, поэтому могут быть рекомендованы к использованию в качестве равноценной замены наземным метеонаблюдениям для мезомасштабного мониторинга облачного покрова и его параметров как в оперативном режиме, так и для климатических исследований.
Работа выполнена при поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований – грант № 16-05-01097.