Измерение температуры водных поверхностей в регионе г. Санкт-Петербурга по данным прибора AVHRR спутника NOAA

Температура поверхности океана (ТПО) является индикатором теплосодержания деятельного слоя океана, определяющего протекание крупномасштабных атмосферных процессов и формирующего погоду планеты.

11.3, 11.5-12.5 мкм. Ширина полосы захвата -- 3000 км. Прибор ши­роко используется для изучения окружающей среды, и одним из важ­ных его применений является измерение температуры морской по­верхности. На первом этапе обработки данных AVHRR осуществляет­ся расчет яркостной температуры и альбедо подстилающей поверхно­сти. Расчет проводится в соответствии с технической документацией на NOAA. Расчет яркостной температуры осуществляется для 4-го и 5­го каналов прибора AVHRR.

Результаты расчета альбедо для 2-го спектрального канала при­бора AVHRR приведены на рис. 8.34. Из исходного файла объемом 614,400 байт и размером 768x400 элементов изображения вырезается часть (400x 200), включающая Финский залив, часть которого закрыта облаками (рис. 8.34). Эта часть файла исходных данных обрабатывает­ся. Исходные данные приняты со спутника AVHRR в г. Санкт- Петербурге 3 августа 1994 г.

Рис. 8.34. Альбедо по результатам обработки данных

Рис. 8.35. Распределение значений альбедо для 2-го канала AVHRR

Рис. 8.36. Яркостная температура по данным 5-го канала AVHRR

На рис. 8.37 приведена гистограмма, показывающая распреде­ление значений яркостной температуры для рис. 8.36. По оси абсцисс отложены значения яркостной температуры в градусах Кельвина. По

оси ординат отложена частота попаданий значений альбедо в каждый

из интервалов шириной 0.5 К.

Рис. 8.37. Распределение значений яркостноя температуры для 5-го канала AVHRR

Для того чтобы определить температуру морской поверхности по результатам расчета яркостной температуры, необходимо устано-

вить, какие участки моря не закрыты облаками. Облачность, даже очень слабая, может существенно исказить результаты определения

температуры морской поверхности.

Установление участков безоблачного неба — сложная задача, относящаяся к распространенному при обработке спутниковой инфор­мации классу задач по классификации природных объектов. Один из наиболее известных алгоритмов, предназначенных для установления участков безоблачного неба, принадлежит Р. Саундерсу (R.W. Saunders). Схема этого алгоритма для дневных условий представлена на рис. 8.38.

Рис.

На 1-м шаге алгоритма (рис. 8.38) облако выявляется по значе­ниям яркостной температуры для 5-го спектрального диапазона. С этой целью находят значения яркостной температуры для участков безоблачного неба над морем. От минимального из этих значений от­нимается 2 К, полученное значение температуры принимается в каче­стве порогового -- все точки с меньшей температурой считаются при­надлежащими облаку. Эта процедура поясняется гистограммой на рис. 8.37. На нем пик с вершиной в районе 293 К сформирован излучением участков моря и суши при безоблачном небе.

Рис. 8.39. Маскирование облачности по значениям яркостной температуры 5-го канала

Значения яркостной температуры участков моря в основном ле­жат в интервале 293-296 К. От меньшего из этих значений отнимается 2 К, полученное значение 291 К принимается в качестве порогового. Маска, полученная таким образом, изображена на рис. 8.39. Темные точки принадлежат облаку, белые -- участкам безоблачного неба.

8.2.2.