Возможности построения краткосрочных глобальных радиотепловых изображений системы океан-атмосфера на базе программной платформы “Stream Handler”

Исследования, проводимые в ИКИ РАН, показывают, что для изучения процессов тропического циклогенеза необходимо строго систематическое (без информационных «лакун») глобальное покрытие Мирового океана микроволновыми радиотепловыми спутниковыми измерениями с временным разрешением не хуже 6 часов. Дистанционные измерения такого масштаба критически важны для исследования как начальных стадий формирования тропического циклона, при его резком развитии из неустойчивой фазы, так и сложных траекторных особенностей эволюции тропических циклонов.
Однако, к настоящему времени ввиду навигационно-баллистических проблем не существует единого комплекса спутниковых приборов, способных обеспечить подобные микроволновые радиотепловые глобальные измерения. Так, беспрецедентные по надежности и стабильности приборы SSM/I (миссия DMSP) обеспечивают глобальное покрытие Земли лишь за интервал в трое суток. Простое комбинирование данных нескольких приборов SSM/I, установленных на разные спутники серии DMSP, имеет свои недостатки, так как не компенсирует неоднородности данных, связанной, прежде всего, с разностью времени между пролетами разных приборов над близкими участками Земли, а также вариаций условий наблюдения.
Для преодоления этой трудности авторами предлагается своеобразная методика интерполяции имеющихся спутниковых данных. В первом, линейном приближении методика использует известный из смежной области (компьютерное зрение) формальный подход к пространственно-временной интерполяции последовательности изображений, характеризующих «кинематику» наблюдаемого процесса без учета природы определяющих его явлений. Авторами исследована, в частности, адекватность этого приближения задаче восстановления и трассировки характерных яркостных контрастов, соответствующих разным фазам зарождения и развития тропического циклона. Контроль качества интерполяции осуществлен с помощью созданной и поддерживаемой в ИКИ РАН базы данных по тропическим циклонам «ГЛОБАЛ-ТЦ», обеспечивающей глобальную многолетнюю информацию по фактически наблюдавшимся тропическим циклонам (и неразвившимся начальным фазам) с достаточным временным разрешением.
В докладе приведены примеры интерполяции спутниковых данных прибора SSM/I, образующие длительные непрерывные ряды, в сопоставлении с данными «ГЛОБАЛ-ТЦ» за те же периоды времени. Математическая обработка и совместный анализ данных выполнены на базе программной платформы “Stream Handler” израильской компании “File X Ltd.” с помощью специально разработанных авторами модулей пространственно-временной интерполяции.
Работа частично поддержана РФФИ в рамках проекта N 09-05-01019-а.