Возможности количественного описания быстрых энергоемких процессов в атмосфере на основе анимационного анализа

Авторами доклада предложен и развивается анимационный подход к анализу данных дистанционного зондирования Земли, основывающийся на восстановлении кинематических характеристик атмосферных процессов, отдельные фазы которых наблюдаются на серии спутниковых снимков. Такой подход, в частности, позволяет провести пространственно-временную интерполяцию имеющихся данных, т.е. реконструировать промежуточные стадии наблюдаемых процессов с малым шагом по времени и выполнить детализованный анализ предыстории катастрофического события, например, быстрой интенсификации тропического циклона. Аналогично, имеется принципиальная возможность краткосрочного прогноза развития процесса из текущего состояния.
В настоящем докладе рассмотрены некоторые новые возможности анимационного подхода, связанные с более глубоким использованием результатов промежуточных расчетов, а именно, получаемых в процессе анимационного анализа векторных полей трансформации, которые представляют собой, с точностью до нормировочного множителя, поля скоростей малых элементов (размером в несколько пикселей), наблюдаемых на спутниковых изображениях. Так, если в качестве наблюдаемой скалярной величины рассматривается интегральное паросодержание атмосферы, то соответствующее векторное поле имеет смысл эффективной скорости адвекции водяного пара. Объединяя синхронные ряды наблюдаемой скалярной величины и векторного поля скоростей ее перемещения, можно рассчитать такие характеристики процесса как поток через заданную границу или замкнутый контур. В случае анализа интегрального паросодержания результатом будет поток скрытого тепла в МВт.
В докладе обсужден метод нормировки и пересчета в сферическую систему координат векторных полей трансформации и получения конечных оценок потоков в стандартных единицах измерения. Приведены некоторые примеры расчета потоков скрытого тепла в сравнении с теоретической оценкой.