Результаты регионального космомониторинга атмосферного

аэрозоля по данным NOAA/AVHRR

Белов В.В., Афонин С.В.

Институт оптики атмосферы СО РАН634055,Томск, пр.Академический, 1

Тел.:(8-3822)259237, e-mail:belov@iao.ru

(грант РФФИ № 01-05-65494)

S - раннее S + F > h ( A ) обнаружение лесных ( 1 лаб.) пожаров

pixel : (S + F) 2003 г.: (3 лаб.)

F - ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА атмосферы

ИЗМЕРИТЕЛИ, базы данных

Решаемые задачи:1) проведение исследований региональных свойств атмосферного аэрозоля и дымов, развитие спутниковых методов мониторинга аэрозоля; 2) статистический анализ региональных данных об оптических условиях спутниковых наблюдений поверхности и лесных пожаров из космоса; основная цель решения второй задачи – повышение качества мониторинга земной поверхности из космоса за счет оперативной атмосферной коррекции спутниковых измерений.

Основные соотношенияПроизводятся спутниковые измерения интенсивности восходящего излучения:

JSAT(x,y) = JSCT(x,y, ag) + JRFL(x,y, ag, A) JRFL(A,x,y, ag) =A(x,y)×J(x,y, ag)

J(x,y, ag) = JRFL(x,y, ag, A=1) где JSCT и JRFL – интенсивности потоков рассеянного атмосферой и отраженного ПП солнечного излучения, A(x,y) – альбедо ПП,{ag} – совокупность характеристик оптико- геометрических условий космомониторинга.Необходимо восстановить пространственное поле аэрозольной характеристики aer.

Этап 1Получение аппроксимации

aer = f(JAER) на основе результатов сравнительного анализа наземных

измерений aer и данных об “аэрозольной составляющей” JAER

спутниковых измерений.

Определение аэрозольной составляющей JAER спутниковых измерений AVHRR на основе "молекулярных" LUT проводится с использованием соотношения:

JAER(x,y) = JSAT(x,y) – JSCT(x,y, mol) – A(x,y,Θ,HS)×J(x,y, mol);

A(x,y,Θ,HS)=A(x,y)×g(Θ,HS), где Θ - угол сканирования и

HS - угловая высота Солнца.

Коэффициенты корреляции RSAT и RAER между наземными измерениями аэрозольных характеристик

и спутниковыми данными JSAT и JAER

0 1 2 3 4 5 6 7

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

=0,63 мкм

линия аппроксимации Томск 22.06-14.07.99 Киреевск 10.07-31.07.99

Наз

емн

ые

изм

ерен

ия

АО

Т

Cпутниковые измерения JAER

Этап 2Расчет таблиц (Look-Up-Table,

LUT) значений JSCT и J на основе данных о метеопараметрах

атмосферы и геометрии наблюдений в момент проведения

спутниковых измерений.

120 150 180 210 240 270

5

10

15

20

25

Время (a.m.) Время (p.m.)

Дни года

Вл

ажн

ост

ь в

озд

уха,

г/м

3

Среднее, СКО:10.91, 3.8113.43, 4.82

-20 -10 0 10 20 30 40 50

0

20

40

120

140

160

180О

тн. а

зим

ут, г

рад.

Угловая высота Солнца, град.

NOAA-12NOAA-14

0 10 20 30 40 50

100

101

Угловая высота Солнца, град.

Канал 1 (0,63 мкм)

Отраженное

Рассеянное

Ин

тен

сивн

ость

, % NOAA-12 NOAA-14

Этап 3Проведение статистического

анализа временных рядов спутниковых снимков и получение

сезонных карт альбедо A(x,y) подстилающей поверхности в

заданном регионе.

Этап 4Применение аппроксимации

aer = f(JAER) для восстановления по

спутниковым снимкам пространственного распределения

aer(x,y) в заданном регионе.

Этап 5Статистический анализ карт aer(x,y):• временная изменчивость (по дням);• статистические характеристики (для каждого месяца и за весь сезон);• частотные распределения и зависимость их типа от оптических ситуаций;• пространственные распределения частоты возникновения полупрозрачных оптических ситуаций в регионе.

0,2

0,4

0,6

0,8 1998 год

0,2

0,4

0,6

0,8

АО

Т

1999 год

120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270

0,2

0,4

0,6

0,8

Дни года

2000 год

Временные (по дням) вариации значений АОТ

Статистические данные о “полупрозрачных” оптических ситуациях в атмосфере

(АОТ<1,0 в канале 0,63 мкм)

первая строка – средние значения и СКО аэрозольной оптической толщины;вторая строка – частота возникновения “полупрозрачных” оптических ситуаций при проведении спутниковых измерений.

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,80

10

20

30

40

50 - 1998 год - 1999 год - 2000 год

Аэрозольная оптическая толщина

Час

тота

, %

Частотное распределение АОТ в Томском регионе

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,00

10

20

30

40

Аэрозольная оптическая толщина

Час

тота

, % 25.07.99 (=0.309) 26.07.99 (=0.389) 27.07.99 (=0.570) 28.07.99 (=0.446) 29.07.99 (=0.341) 30.07.99 (=0.238)

Трансформация частотного распределения АОТ при прохождении дымового шлейфа

Пространственное распределение частоты (%) возникновения “полупрозрачных” оптических ситуаций

в Томском регионе

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ !