Спутниковое радиотепловидение в задаче исследования полярных циклонов

Полярные циклоны относятся к опасным метеорологическим явлениям, способным формировать экстремальные погодные условия и создавать угрозу для морского и авиационного транспорта, а также наземной инфраструктуры. При построении и уточнении климатологии полярных циклонов (пространственно-временных закономерностей частоты возникновения, интенсификации, формирования траекторий полярных циклонов) полезным и часто применяемым подходом является ретроспективное численное моделирование атмосферной динамики.
В ИКИ РАН ведётся разработка подхода спутникового радиотеповидениея, который заключается в применении алгоритмов технического зрения для оценки горизонтальной динамики водяного пара в атмосфере по данным радиотепловых спутниковых измерений. В настоящий момент спутниковое радиотепловидение разработано для глобальных полей интегрального паросодержания, восстановленных по данным радиометрических комплексов SSMIS. В этом подходе использовались расчёты на меркаторской сетке координат с постоянным шагом 0,25х0,25 градуса, которые хорошо подходят для исследований динамики водяного пара в экваториальных и средних широтах. Полярные и приполярные исследования осложнялись сильными проективными искажениями такой координатной сетки.
В докладе будут представлены результаты адаптации подхода спутникового радиотепловидения для исследования динамики водяного пара в полярных регионах. Для этого все расчёты были переведены на полярную проекцию с равномерным шагом 12,5х12,5 км. Восстановленные по измерениям SSMIS значения интегрального паросодержания были наложены на такую сетку и далее к ним были применены алгоритмы оценки оптического потока DIS (Dense inverse search opencv). В результате были получены плотные векторы горизонтального перемещения водяного пара в полярных регионах, которые можно использовать в дальнейшем для исследований полярных циклонов.
Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда в рамках проекта № 26-17-00386 «Система детектирования и определения характеристик полярных циклонов на основе средств дистанционного зондирования Земли и искусственного интеллекта».