Корреляционный анализ пространственных полей аэрозольной оптической толщи на основе спутниковых данных MODIS

В течение последних лет в Институте оптики атмосферы (ИОА) СО РАН ведутся активные региональные исследования оптических характеристик атмосферного аэрозоля с привлечением спутниковых данных NOAA и MODIS. В результате этих исследований для Томского региона (55-62 град. с.ш., 74-90 град. в.д.) были получены обширные данные о пространственно-временной изменчивости аэрозольной оптической толщи (АОТ).
Основная задача этой работы – проведение анализа спутниковой информации MODIS Aerosol Products для регионов Урала и Сибири с целью получения корреляционных характеристик пространственных полей АОТ. В дальнейшем эти данные предполагается использовать для выбора оптимальной схемы размещения на указанных территориях наземной фотометрической сети.
Для проведения исследований были использованы региональная база спутниковой информации MODIS Aerosol Products за период 2001-2003 гг. и программное обеспечение для её обработки, составляющие основу специализированного INTERNET-ресурса ИОА СО РАН [1]. Для решения поставленной в работе задачи было обработано более 14000 файлов (гранул) типа MOD04_L2, полученных через INTERNET из архивов подразделения NASA Goddard Distributed Active Archive Center (DAAC).
В результате выполненных работ получены следующие результаты:
1. статистические данные о пространственно-временной изменчивости АОТ (0,47 и 0,66 мкм) для регионов Урала и Сибири;
2. поля пространственного распределения коэффициентов корреляции АОТ вокруг городов Екатеринбург, Томск и Иркутск;
3. аппроксимации коэффициентов пространственной корреляции АОТ вида R(d)=exp(–d/m), где d – расстояние между точками наблюдений, а значение m составляет величину порядка 350-450.
Исследования корреляционных полей АОТ позволили сделать следующие выводы. Характерные значения коэффициентов R(d) составляют около 0.3-0.4 при значениях d=500 км и уменьшаются до уровня 0.1-0.2 в случае d=1000 км. При этом следует отметить азимутальную асимметрию значений R(d), преобладающую “вытянутость” корреляционных полей вдоль оси “запад-восток” и наличие характерных особенностей пространственной структуры корреляционных полей АОТ для каждого из трех городов.
Работа выполнена при частичной поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований (проект РФФИ № 04-07-90018) и программы «Информационно-телекоммуникационные ресурсы СО РАН».