Знание температурных показателей поверхности суши является важным для синоптиков, биологов и климатологов. Разрозненные спутники не могли обеспечить полный охват всей территории планеты в круглосуточном режиме. Учёным удалось объединить данные с нескольких спутников, находящихся на низких и геостационарных орбитах.
Температура поверхности суши (ТПС) представляет собой ключевой параметр для анализа энергетического баланса планеты и наблюдения за изменениями климата. Однако из-за ограничений разрешения спутниковых наблюдений результаты часто показывают средние значения для как освещенных, так и затененных участков поверхности. Такое смешение создает значительную неопределенность в важнейших экологических оценках. Это затрудняет как общий анализ глобального потепления, так и более узкие аспекты оценки, например, мониторинг глобального обезлесения и опустынивания.
Для решения данной проблемы группа исследователей из Научно-исследовательского института аэрокосмической информации Академии наук Китая представила первый спутниковый снимок компонентов ТПС, включая освещенные солнцем и затененные участки почвы, а также растительность, объединив данные наблюдений из нескольких источников и задействовав эффект «горячей точки» (thermal hotspot effect). Их результаты были опубликованы в журнале Remote Sensing of Environment.
Полевые эксперименты продемонстрировали, что летом в полдень разница температур между освещенными и затененными участками может превышать 20К. Спутниковый анализ указывает на то, что этот тепловой контраст может привести к ошибкам в определении температуры поверхности до 0,6К при изменении угла обзора спутника относительно Солнца на каждые 10 градусов. Применяя информацию о точках мониторинга в реальном времени, новый метод увеличивает точность измерений более чем на 20%.
Новый подход расширяет возможности получения данных за счет объединения в единую виртуальную группу спутников, находящихся на полярной орбите, таких как радиометр температуры поверхности моря и суши SLSTR и геостационарных аппаратов, таких как улучшенный тепловизор Himawari (AHI, Advanced Himawari Imager) и тепловизор видимого и инфракрасного диапазона SEVIRI (Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager). В данной методике используется вычислительная модель, применяющая индекс скопления для более эффективного сбора сигналов, связанных со структурой растительности на земле. Также учитываются температурные различия компонентов в качестве физического критерия, а байесовская статистика применяется для повышения устойчивости поиска. Независимые полевые проверки данных, проведенные на метеостанциях Китая, Португалии и Намибии, подтвердили высокую точность комбинированных спутниковых наблюдений.
Объединение нескольких ранее независимых орбитальных аппаратов для совместного решения научных и прикладных задач становится хорошей практикой. Недавно Hi—Tech Mail упоминал о подобной коллаборации, направленной на глобальный мониторинг выбросов углекислого газа на тепловых электростанциях.
Фото: hi-tech.mail.ru