Специализированный программный комплекс получения и валидации спутниковых оценок параметров облачности, осадков, подстилающей поверхности и приземного слоя воздуха для Европейской территории России

Созданный в ФГБУ «НИЦ «Планета» Специализированный Программный Комплекс (СПК) «ЕТР» [1] был существенно дополнен. В результате СПК «ЕТР» позволяет автоматически в круглосуточном режиме дешифрировать и классифицировать по косвенным признакам пороговым методом параметры облачного покрова, осадков и опасных явлений погоды (ОЯП) и рассчитывать параметры подстилающей поверхности и приземного слоя воздуха для Европейской территории России и сопредельных стран (47-63° с.ш. и 20-50° в.д.) по данным AVHRR (полярно-орбитальные КА серии NOAA), МСУ-МР (полярно-орбитальный КА Метеор-М №2) и SEVIRI (геостационарные КА серии Meteosat, точки стояния 0° и 41,5° в.д.) на регулярной сетке с разрешением 1’ по широте и 1,5’ по долготе, а также валидировать выходные продукты результатами наземных наблюдений и климатическими оценками и сравнивать между собой результаты классификаций по данным разных спутниковых приборов (в т.ч. выдавать автоматические оценки качества классификации и различия двух классификаций).
В основе СПК лежат созданные Волковой Е.В. несколько вариантов Комплексной пороговой методики (КПМ) для разных спутниковых данных [2, 3] и методика расчёта температуры приземного слоя воздуха и почвы [4]. Помимо спутниковых измерений альбедо и радиационной температуры используются прогностические поля о вертикальном распределении температуры воздуха на стандартных барических уровнях атмосферы и атмосферном давлении на уровне моря, а также цифровая модель рельефа и параметры облачности и осадков, полученные на начальных этапах классификации.
Выходными продуктами СПК являются оценки параметров облачного покрова (облачная маска, типы облачности, максимальная и суммарная водность облачного слоя, температура и высота верхней границы облачности (ВГО), барическая высота ВГО, высота нижней границы облачности (НГО), толщина облачного слоя, фазовое состояние воды в облачных частицах в слое вблизи ВГО, оптические плотность и толщина облачного слоя, эффективный радиус облачных частиц), осадков (зоны осадков разной интенсивности, тип осадков у поверхности земли, суточные, месячные и годовые суммы осадков) и ОЯП (зоны гроз, града и обледенения разной интенсивности, высота верхней и нижней границ каждого слоя обледенения), параметров подстилающей поверхности (температура почвы, эффективная температура подстилающей поверхности, излучательная способность поверхности почвы, вегетационный индекс, листовой индекс и проективное покрытие растительностью) и приземного воздуха (температура воздуха у поверхности растительного покрова), а также результаты валидации спутниковых оценок данных наземных наблюдений на метеостанциях (за количеством общей облачности, высотой НГО, погодой и суточными суммами осадков), климатических оценок и аналогичными спутниковыми оценками. Выходные продукты СПК представлены в виде файлов-матриц точных значений или кодов значений классифицированных параметров и соответствующих им карт, рсх-файлов с результатами валидации наземными наблюдениями и сравнения методик, а также файлов-журналов с оценками качества классификации и сравнения методик.
Проведенная независимая валидация выходных продуктов СПК данными наземных наблюдений на метеостанциях и климатическими оценками на примере архивов синхронных спутниковых и наземных наблюдений за 2011-2018 гг. показывает хорошее качество получаемых спутниковых оценок, сопоставимое с аналогичными оценками зарубежных аналогов (например, в центрах EUMETSAT SAF CM (http://www.cmsaf.eu)). В основном выходные продукты СПК «ЕТР» удовлетворяют предъявляемым к ним пользователями требованиям и могут быть рекомендованы в качестве дополнения к наземным метеонаблюдениям для мезомасштабного мониторинга облачного покрова и подстилающей поверхности в оперативном режиме и для климатических исследований.