Следы самолетов в атмосфере

Следы полетов самолетов в атмосфере наблюдаются в видимом и ИК-диапазонах спектра. В видимом диапазоне в случае полетов в верхней тропосфере они проявляются вследствие рассеяния солнечного излучения на ледяных кристаллах различной формы, образующихся в процессе сублимации водяного пара, возникающего при сгорании топлива. Результатом увеличения количества полетов является уменьшение солнечной инсоляции. Интенсивность образования следов зависит от режима работы двигателей, а длительность существования - от фоновой концентрации водяного пара, инверсии температуры воздуха, турбулентности и скорости ветра. Вследствие этого контроль за следами самолетов дает возможность определять пространственно-частотные характеристики турбулентного разрушения следов. Можно выделить следующие этапы формирования и существования следа: 1- этап сублимации водяного пара в виде образующегося линейного следа; 2 – расширение следа и проявление краевых неоднородностей из-за мелкомасштабной турбулентности и волновых процессов; 3 – разрушение линейности следа и распад его на обособленные формы. На этапах 1, 2 следы локализуются в узком диапазоне высот. Задачами измерений являются идентификация следа, особенно при наличии облаков, возможность его выявления по данным измерений только в ИК-диапазоне, что равносильно ночным условиям, определение радиационной температуры и высоты следа. Для определения высоты следа применяется метод, использующий пространственное разделение следа и его тени на земной поверхности. Выбор спектрального диапазона обусловлен максимальным контрастом следа и фона на поверхности. При разделении следа и тени учитываются условия освещения и параметры сканирования фотометра с матричным детектором. Вследствие того, что пространственное разрешение в области собственного теплового излучения следа может быть в несколько раз ниже, чем в видимой области спектра, то необходима коррекция измеряемой радиационной температуры следа, учитывающая различие полей зрения в этих диапазонах спектра. Исследование параметров самолетных следов проведено по данным измерений радиометра MODIS на спутниках Aqua и Terra. Из данных измерений следует, что при низкой яркости следа и низком значении коэффициента отражения земной поверхности в видимой области спектра идентификация следа во многих случаях может проводится по контрасту радиационной температуры следа и фона в ИК-диапазоне спектра.