Исследование оптических явлений в верхних слоях атмосферы по спутниковым данным низкого разрешения

В настоящее время распознавание различных оптических явлений, привязаных к наземным измерениям, представляет значительный интерес как для мониторинга погоды в целом, так и для авиации, энергетических компаний и других отраслей.
В данной работе представлены результаты по обработке космических снимков, полученных с прибора MODIS над заданным регионом, создания спектральных образов молниевых событий и верхней границы сплошного облачного покрова, анализа изменений спектральной энергетической яркости верхней границы облаков во время грозовой активности над тестовым полигоном Тянь-Шанской высокогорной научной станции (ТШВНС).
Для анализа спектральных данных верхней границы облачного покрова отбирались космоснимки на территорию ТШВНС таким образом, чтобы время съемок с КА совпадало с временем грозовой активности.
В результате проведенного анализа спектральной энергетической яркости каждого события, зарегистрированного радиометром MODIS, были получены трехмерные гистограммы распределения плотности отраженной и излученной энергии, а также распределения спектральной энергетической яркости, на которых «полезный сигнал» от молниевого разряда четко регистрировался в области длин волн λ=1.390–1.360 мкм. На трехмерных гистограммах молниевые события также характеризуется четким «пиком» значений на фоне сплошной облачности.
Спектрограммы (спектральные образы) верхней границы облачного покрова во время молниевых разрядов имеют ярко выраженную форму в области длин волн λ=0.920-0.965 мкм. Максимум интенсивности достигает значений 190-200 единиц спектральной энергетической яркости, а в области λ=1.390-1.360 мкм наблюдается четко выраженный «пик» полезного сигнала.
Следует отметить, что в спектрограммах сплошного облачного покрова без молниевых разрядов в области λ=0.920-0.965 мкм длин волн значения спектральной энергетической яркости не превышают 50 единиц яркости и имеет форму спектра, отличную от областей с молниевыми разрядами. Спектр отраженной энергии в области λ=1.390-1.360 мкм характеризуется размытой областью, простирающейся от λ=6.535 до λ=14.085 мкм.
Таким образом, для оценки спектральных образов молниевых разрядов на основе большого статистического материала был выделен «полезный» сигнал от молниевого разряда; создан спектральный образ верхней границы облачного покрова во время грозовой активности, создан новый индекс молниевой активности.
Работы финансируются в рамках проекта «Прогнозирование интенсивности отказов бортовой электронной аппаратуры в различных геофизических условиях и их связь с нештатными ситуациями авиакосмических аппаратов различного назначения».