Синхронизация данных ИК и СВЧ наблюдений при гарантированном обнаружении мезомасштабных конвективных комплексов

Для гарантированного обнаружения опасных атмосферных явлений (ОАЯ) необходимо обеспечить такую повторяемость наблюдений Земли из космоса, при которой интервал наблюдений не превышает времен жизни ОАЯ. В частности, для ОАЯ, возникающих при развитии мезомасштабных конвективных комплексов (МКК) необходимо обеспечивать повторяемость наблюдений, не превышающую 6 часов. Такая повторяемость в настоящее время может быть обеспечена либо орбитальной группировкой из нескольких (не менее 4) полярно-орбитальные КА, оснащенных СВЧ-радиометрическими зондировщиками атмосферы, либо геостационарными АКА, оснащенными НА видимого и теплового ИК диапазонов. Отсутствие в России указанной орбитальной группировки не дает возможности гарантированно обнаруживать МКК на ранних стадиях развития. Это обусловлено тем, что при использовании одиночных КА типа «Метеор», оснащенных СВЧ-радиометрическим аппаратурой МТВЗА-ГЯ невозможно гарантированно обнаруживать ОАЯ с временами жизни менее 12 ч.
Гарантированное обнаружение МКК может быть обеспечено при проведении наблюдений в видимом и тепловом ИК диапазоне с геостационарных платформ. Это обусловлено тем, что современные системы геостационарных наблюдений имеют повторяемость порядка 15 -30 мин. Поэтому ОАЯ с временами жизни не менее 6 часов будут гарантированно зарегистрированы НА геостационара. Более того, такие ОАЯ могут быть гарантировано обнаружены и НА, имеющей повторяемость, период которой не превышает и 3 ч.
При использовании данных геостационарных наблюдений в видимом и ИК тепловом диапазонах параметры облачного слоя, определяющие прогноз возможного развития МКК в ОАЯ, могут быть оценены только косвенно по модельной зависимости этих параметров от радиационной температуры верхней границы облачности. Поэтому для контроля и, при необходимости, коррекции указанной модельной зависимости, целесообразно привлекать оценки параметров облачности, восстановленные по данным СВЧ-радиометрических наблюдений.
Целью данной работы является разработка методического похода, обеспечивающего регистрацию максимально близких по времени состояний МКК, регистрируемых в процессе геостационарных (видимый и ИК диапазоны) и полярно-орбитальных (СВЧ диапазон) наблюдений. Если эти расхождения значительны, т.е. приводят к расхождению в положении МКК, превышающему разрешающую способность НА, необходимо использовать физически обоснованные процедуры интерполяции значений НА с более высокой повторяемостью (в нашем случае это НА видимого и ИК диапазонов на геостационарной платформе). Поэтому в состав целевых задач работы включена также разработка физически обоснованных процедур интерполяции данных ИК наблюдений, а именно:
1) интерполяции положения геометрического центра МКК,
2) изменения размеров МКК относительно его центра масс,
3) изменения положения выделенного радиус-вектора структуры МКК (если эта структура сохраняется на интервалах времени между последовательными наблюдениями).
В докладе представлены алгоритмы
- обнаружения МКК по ИК геостационарным наблюдениям,
- определения времени наблюдения обнаруженного МКК орбитальной СВЧ-радиометрической системой высокополярного АКА,
- интерполяция положения геометрического центра МКК на время его наблюдения СВЧ-радиометрической системой высокополярного АКА,
- интерполяция размеров МКК относительно центра масс на время его наблюдения СВЧ-радиометрической системой высокополярного АКА,
интерполяция положения выделенного радиус-вектора структуры МКК на время его наблюдения СВЧ-радиометрической системой высокополярного АКА (опционально).

Работа выполнена в рамках государственного задания ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН №075-01110-23-01 "Разработка радиофизических методов и средств для исследования и дистанционного зондирования природных объектов Земли, околоземного космического пространства и тел Солнечной системы"