Инфракрасные спутниковые снимки |
Анализ спутниковых снимков в ИК-диапазоне
В отличие от снимков в видимом спектре, снимки в ИК-диапазоне дают больше информации наблюдателю за погодой. Также такие снимки возможны без солнечного света, что обеспечивает нас информацией и в темное время суток. Это возможно благодаря тому, что поверхность Земли, а также облачные системы излучают в инфракрасном диапазоне. Кроме того, особенно важным является то, что современные технологии позволяют определить температуру объектов при помощи спутникового ИК снимка. В результате на снимке возможно выделить земную поверхность (суша, вода), на фоне которой хорошо видны облачные системы (верхние поверхности облаков). То есть фактически спутниковый инфракрасный снимок это температурная карта определенного участка наблюдаемого пространства.
Оценивая температуру верхнего слоя облаков, наблюдатель может примерно определить высоту верхних облаков над поверхностью Земли. Зная высоту облаков можно оценить вид облаков. Поскольку определенный вид облаков может располагаться только на заданном интервале высот. Как мы видим, с инфракрасного изображения земной поверхности можно «вытянуть» довольно много полезной информации.
Обычно ИК изображения отображены в оттенках серого. Темные оттенки на снимке (земля в течение дня, вода, низкие облака) соответствуют теплым областям, а светлые оттенки (облака высокого уровня, горы, земля в ночное время) соответствуют холодным областям. Для удобства в интерпретации изображений, применяют различные цветовые обозначения. Одним из наиболее популярных форматов является таблица цветов, где оттенками серого обозначают теплые области, а яркими цветами обозначают холодные области, которые часто представляют особенный интерес метеорологов. Таким образом, пользуясь таблицей цветов, наблюдатель может легко отделить и анализировать: низкие облака, землю и туман, облака среднего и высокого ярусов.
Виды облаков и температура на разных высотах
При анализе таких снимков нужно учитывать следующее:
1. При подъеме над поверхностью Земли на каждый 1 км высоты температура воздуха понижается приблизительно на 6,5 градусов. Эта зависимость работает в тропосфере (до высоты около 12.5 км).
2. Для приближенного определения высоты облаков необходимо по ИК снимку определить разность температуры (dt=Tзем-Тобл) облаков и поверхности Земли. Далее легко определить высоту облаков [км] как h=dt/6.5.
3. Зная высоту облаков можно оценить и вид облаков.
А) Нижний ярус (h<2км): Слоисто-кучевые, слоистые (может быть морось). На снимке это серые цвета, близкие к цвету поверхности земли.
Б) Средний ярус (h=2-6 км): высококучевые, высокослоистые (может быть небольшой дождь). На снимке это соответствует светло-серым, белым цветам.
В) Верхний ярус (h>6 км): это в основном различные варианты перистых облаков. На снимке обозначаются белыми, голубыми цветами.
Г) Облака вертикального развития: этот тип облаков в основном интересен метеорологам в качестве источника обильных осадков и гроз. На ИК снимке этот тип облаков выделяется, как правило, синими, зелеными, красными цветами в зависимости от высоты облака (температура вершины облака ниже -40 градусов). Кучево-дождевые облака - мощные облачные массы с сильным развитием по вертикали (до высоты 14 километров), дающие обильные ливневые осадки с грозовыми явлениями. При прохождении холодного фронта кучево-дождевые облака могут формировать вал. Таким образом, фронт на снимке проявится в виде цветной линии (дуги). Кучевые облака находятся на высотах 1-3 км, могут преобразовываться в кучево-дождевые.
4. Днем земная поверхность нагревается (становится темной на снимке) и на этом фоне хорошо контрастируют облака.
|