Детектирование зон обледенения в облачном слое по данным радиометра AVHRR ИСЗ серии NOAA в умеренных широтах

Представлено описание методики анализа и классификации данных измерений радиометра AVHRR ИСЗ серии NOAA, которая позволяет в автоматическом режиме для каждого пиксела детектировать зоны обледенения, определять степень его интенсивности и вероятность, а также рассчитывать высоты верхней и нижней границ для трех градаций интенсивности обледенения («слабое», «умеренное», «сильное»). Методика применима для анализа данных AVHRR над Европейской территорией России и Украины в течение всего года в светлое время суток. Она основана на комплексной пороговой методике детектирования облачности и определения ее параметров (в том числе, типа облачности, максимальной водности облачного слоя, его водозапаса, высоты верхней и нижней границы облачности и др. (см., например, материалы Международной конференции ИКИ, ноябрь 2006 г.)).
Настройка и испытание методики проводились на материале архива синхронных спутниковых и наземных метеорологических и радиолокационных наблюдений для территории 46,7-63,0 с.ш., 26,0-43,7 в.д. в период с мая 1998 г. по февраль 2007 г. Методика использует данные наблюдений в пяти каналах радиометра AVHRR/NOAA и их разности. Пороговые значения предикторов являются сложными функциями календарного дня, географических широты и долготы пиксела, высоты солнца и др. Дополнительно в методике используются прогностические профили температуры и влажности на стандартных уровнях атмосферы в пунктах, ближайших к пунктам (пикселам) спутникового зондирования. Выходными продуктами анализа данных AVHRR с помощью предложенной методики являются карты вероятности и интенсивности обледенения. Различными тонами (цветом) на них показаны зоны “безоблачно”, “облачно/без обледенения”, “слабое”, “умеренное” и “сильное обледенение”. Кроме того, строятся карты высоты верхней и нижней границ для трех степеней интенсивности обледенения в облаке с использованием 9 градаций по высоте: <1, 1-2, 2-3, 3-4, 4-5, 5-6, 6-7, 7-8 и >8 км.
Сопоставление результатов классификации с исходными спутниковыми изображениями в отдельных каналах и соответствующими метеорологическими и радиолокационными наблюдениями показало удовлетворительные результаты.