В ФГБУ «НИЦ «Планета» разработана методика обнаружения зон гроз по спутниковым данным методом порогового дешифрирования. Разные версии методики позволяют детектировать зоны гроз и определять их вероятность и интенсивность по данным AVHRR КА серии NOAA, МСУ-МР КА Метеор-М №2 и №2-2 и SEVIRI КА серии Meteosat MSG. Все эти версии являются составной частью Комплексной пороговой методики (КПМ), разработанной с целью круглосуточного получения параметров облачности, осадков и опасных явлений погоды по спутниковым данным в автоматическом режиме [1-3].
Анализу на возможность наличия гроз в КПМ подвергаются только очень мощные кучево-дождевые облака, в т.ч. с перистыми, в стадии роста, максимального развития или начала распада с высокими значениями водности и водозапаса, большой вертикальной мощности (т.е. с высокой верхней границей облачности (ВГО) и низкой нижней границей облачности), кристаллические на ВГО и очень низкой температурой ВГО. Также обязательно наличие града в облаках, т.к. во всех грозовых облаках присутствует град, хотя и не всегда выпадает на поверхность земли. Пороговые значения предикторных характеристик вычисляются, используя полученные эмпирическим путём линейные функциональные зависимости от высоты места над уровнем моря, высоты солнца, географической широты, приземной температуры воздуха, номера календарного дня от начала года и др.
С помощью КПМ детектируются зоны гроз и определяется их интенсивность и вероятность события. Выделяется 4 класса: 1) отсутствие грозы (вероятность события 0 %); 2) существует вероятность грозы (вероятность события больше 0 %), гроза слабая, может быть умеренной, но вряд ли сильная; 3) вероятность грозы более 70 %, гроза преимущественно умеренной интенсивности, но может быть как слабой, так и сильной; 4) вероятность грозы 100 %, гроза скорее сильная или умеренная и вряд ли слабая.
Валидация зон гроз, детектированных с помощью разных версий КПМ, проводилась путем сравнения с наземными наблюдениями на метеостанциях за погодой (для европейской территории России (ЕТР) и сопредельных стран) и наземными грозопеленгаторами (только для центра ЕТР) на материале многолетних синхронных архивов спутниковых и наземных наблюдений. Достоверность спутниковых продуктов относительно наземных наблюдений составляет для тёплого сезона в среднем 70-85 % и варьирует в зависимости от региона, версии КПМ, способа валидации. Для отдельных лет и месяцев она может превышать 90-95 %.
Визуальное сравнение зон гроз, детектированных по спутниковым и наземным наблюдениям, показывает следующее: в пределах выделенной по спутниковым данным зоны «вероятна гроза/слабая гроза» в ~40-60 % случаев в зависимости от региона, времени года и суток гроза реально наблюдается в этот срок спутникового наблюдения, только что была или произойдёт не позже, чем через 0,5 ч от этого срока. В пределах зоны «умеренная гроза» вероятность наличия грозы в срок спутникового наблюдения (±0,5 ч) составляет не менее 75-80 %, а в пределах зоны «сильная гроза» ‒ в 100 % случаев.
В целом, спутниковые оценки заметно завышают зоны «гроз» по сравнению с наземными наблюдениями, т.к. детектируются как «грозовые» мощные Cb, способные преобразоваться в грозовые, так и класс «слабая гроза» ‒ это предупреждение не только о возможности наличия, но и развития грозы в этом облаке.
Таким образом, по спутниковым данным достаточно хорошо детектируются грозовые облака, в т.ч. «перспективные». Получаемые оценки вероятности и интенсивности гроз хорошо согласуются с синоптической ситуацией, климатическими данными и наземными наблюдениями на метеостанциях и грозопеленгаторов. Точность спутникового детектирования зон гроз сильно зависит от пространственного и временно́го разрешения, а также точности дополнительной информации (продуктов численного анализа или прогноза). Качество классификации несколько убывает с уменьшением масштаба и интенсивности грозового явления, а также с ростом угла спутникового визирования (актуально для информации с геостационарных КА). В холодный период года и в тёмное время суток возможно некоторое завышение размеров зон гроз слабой и иногда умеренной интенсивности. Оценки вероятности и интенсивности гроз получаются средними для элемента разрешения спутниковой информации.