Специализированный программный комплекс получения и валидации оценок параметров облачности и осадков по данным МСУ-МР с полярно-орбитального метеоспутника «Метеор-2М»

Создан Специализированный Программный Комплекс (СПК), позволяющий автоматически в круглосуточном режиме определять по данным измерений спектрометра МСУ-МР с полярно-орбитального метеоспутника «Метеор-2М» параметры облачного покрова, осадков и опасных явлений погоды (ОЯП) для Европейской территории России независимо от состояния подстилающей поверхности (вода, суша, снег/лед), а также выполнять валидацию полученных результатов классификации, с использованием данных наблюдений за облачностью и погодой на наземных метеостанциях.
СПК состоит из 2х пакетов программ (ПП), предназначенных для классификации данных МСУ-МР с помощью Комплексной Пороговой Методики (КПМ), разработанной Волковой Е.В. в ФГБУ «НИЦ «Планета»», и ПП, валидирующего результаты классификации. Первоначально КПМ была разработана для аналогичных данных измерений радиометра AVHRR с полярно-орбитальных метеоспутников серии NOAA [Волкова Е.В. Оценки параметров облачного покрова, осадков и опасных явлений погоды по данным радиометра AVHRR с метеоспутника серии NOAA круглосуточно в автоматическом режиме. – Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. № 3. С. 66-74]. В качестве предикторов КПМ использует измерения радиометра МСУ-МР в каналах 1, 2, 4, 5 и 6 (λ=0,6 мкм, 0,9 мкм, 3,8 мкм, 11 мкм и 12 мкм), а также их разности. Динамические пороговые значения предикторов рассчитываются для каждого пиксела спутникового изображения как функции географической широты и высоты места над уровнем моря, высоты солнца, календарного дня, приземной температуры воздуха и др. Дополнительно используются прогностические поля о вертикальном распределении температуры воздуха на стандартных барических уровнях атмосферы и атмосферном давлении на уровне моря, а также цифровая карта рельефа. Также в КПМ используются параметры облачности и осадков, полученные на начальных этапах классификации.
Выходными продуктами СПК являются оценки параметров облачного покрова (облачная маска, типы облачности (13 классов), максимальная и суммарная водность облачного слоя (по 8 градаций), температура и высота верхней границы облачности (ВГО), высота нижней границы облачности (4 градации), фазовое состояние воды в облачных частицах в слое вблизи ВГО (4 класса)), характеристики осадков (зоны осадков разной интенсивности (9 градаций), тип осадков у поверхности земли (13 классов), суточные и месячные суммы осадков) и ОЯП (зоны гроз, града и обледенения разной интенсивности (по 4 класса)) и результаты валидации спутниковых оценок с использованием данных наземных наблюдений на метеостанциях (за количеством общей облачности и погодой), среднеклиматических оценок и независимых спутниковых оценок.
Предварительный анализ и сопоставление оценок параметров облачного покрова и осадков, полученных по данным МСУ-МР, с аналогичными оценками по данным радиометров AVHRR/NOAA, а также с результатами наземных наблюдений на метеостанциях и климатическими оценками показывает удовлетворительное качество выходных информационных продуктов. Результаты классификации спутниковых данных могут использоваться в качестве равноценной замены наземным метеонаблюдениям для мезомасштабного мониторинга облачного покрова и его параметров как в оперативном режиме, так и для климатических исследований.