Оптимизация шаблона временного хода интегрального влагосодержания атмосферы для уточнения прогноза даты начала летнего муссона в Индии

Исследование демонстрирует новый подход к возможному прогнозированию дат начала и динамики развития летнего муссона над Индией, с использованием данных интегрального влагосодержания атмосферы (ИВА) по информации спутникового микроволнового радиометрического зондирования за 2012-2023 гг. для 11 регионов, опоясывающих полуостров Индостан. Оценки ИВА были получены по микроволновым радиометрическим данным спутников SSMIS F16-F18, собранных в ИКИ РАН в базу глобальных ежедневных полей с 2012-2023 гг. С целью восстановления ИВА из базы данных SSMIS была применена технология искусственных нейронных сетей и методика подхода спутникового радиотепловидения. Результатом стали ежесуточные поля ИВА за 2012–2021 гг. по радиометрическим данным SSMIS F16–F18 каналов 1–18 с интервалом 3 ч на координатной сетке 0,25×0,25°.
Недостаточные качество и заблаговременность прогноза муссонных осадков в Индии неизбежно вызывает существенные экономические трудности, влияющие на всё население страны, которое составляет порядка 1,5 миллиарда человек. Для повышения точности и оперативности прогноза дат начала индийского муссона использовались шаблоны, рассчитанные для каждого региона, подтвердившие первоначальную гипотезу о том, что годовое изменение ИВА, в основном, подчиняется внутригодовому смещению ВЗК. Исследование опирается на раннее рассчитанные коэффициенты корреляции (в большинстве от 0,88 до 0,98) между итоговым шаблоном района и данными соответствующих лет, по которым вычислялся шаблон, и показывает текущие результаты прогноза по данной методике с ошибкой ± неделя.
Дальнейшее усовершенствование данной методики предполагает, что повышение точности прогнозирования может основываться на расширении шаблона по времени на часть предыдущего года. На примере одного из исследованных регионов данный метод демонстрирует снижение СКО (RMSE) продлённого шаблона (20,3 дней) по сравнению с исходным шаблоном (23,9 дней) на 3,6 дня, систематическая погрешность при этом улучшается от -17 дней до 3 дней. Таким образом, при использовании нового шаблона коэффициент корреляции Пирсона возрос, а разброс дней между максимумами наилучшего соответствия шаблона полного года и ограниченного 150 точкой снизился.

Работа выполнена в рамках государственных заданий Института космических исследований РАН (тема «Мониторинг», госрегистрация № 126031818938-6), в части тематической обработки и анализа данных, и Института радиотехники и электроники имени В. А. Котельникова РАН № 075-00395-25-00, в части применения алгоритмов интерполяционного устранения пропусков данных (спутниковое радиотепловидение).