Космический мониторинг как необходимость повышения качества прогнозов

Решетневскце чтения

I. Yu. Botvich, A. F. Sidko Institute of Biophysics of Russian Sciences Academy, Siberian Branch, Russia, Krasnoyarsk

A. P. Shevyrnogov, T. I. Pisman Siberian Federal University, Russia, Krasnoyarsk

ESTIMATION OF THE POSSIBILITY OF AGROPHYTOCENOSIS PRODUCTIVITY AND BIODIVERSITY PROGNOSIS ON THE BASE OF FIELD INVESTIGATION AND SATELLITE MONITORING

Potential productivity of agricultural crops can be evaluated using a new method based on chlorophyll photosynthetic potential (CPSP) derived from satellite information. CPSPs of the crops have been studied by medium and high spatial resolution satellite data (MODIS/Terra and Landsat 7 ETM+). CPSP and crop productivity have been found to be interrelated. The obtained satellite evaluations are in good agreement with the ground-truth observation data.

© BOTBHH H. ro., ffleBLipHoroB A. n., CHABKO A. O., nnctMaH T. H., 2011

УДК 621.396.91/.96

И. Г. Елизарьева, Л. А. Семенова

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

КОСМИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ КАК НЕОБХОДИМОСТЬ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПРОГНОЗОВ

Изложены проблемы космического мониторинга России, описано состояние спутниковой группировки и зависимость от нее точности прогнозов погоды; представлены пути решения данных проблем.

Космические технологии применяются для решения комплекса вопросов. Спутниковые данные используются в метеорологии, геологоразведке, землепользовании; применяются при контроле за состоянием лесов (что особенно важно в летний период), сельхозугодий, ледников, атомных станций, территорий с активной нефтедобывающей инфраструктурой; при передвижении экологически опасных грузов.

Изображения земной поверхности делаются с помощью оптической или радиолокационной аппаратуры, установленной на космических аппаратах (КА). Эти КА запускаются обычно на низкие полярные орбиты высотой от 500 до 1 000 км или на геостационарные орбиты высотой около 36 тыс. км (здесь обычно размещены спутники с аппаратурой для обзорных метеонаблюдений видимой поверхности Земли). На сегодняшний день крупнейшая в мире группировка спутников дистанционного зондирования Земли, состоящая из восьми аппаратов, принадлежит Индии; у России - два КА. Неудивительно, что Россия является крупнейшим покупателем снимков земной поверхности, полученных с индийских спутников [1].

Космический мониторинг имеет ряд преимуществ, по сравнению с авиаразведкой: высокую оперативность, большую площадь охвата земной поверхности и меньшие операционные расходы. На охраняемой

территории спутниковые данные служат существенным дополнением к традиционным методам обнаружения, а на неохраняемой - единственным средством мониторинга и оценки последствий, в частности, лесных пожаров.

Мониторинг окружающей среды необходим для Росгидромета. Точность прогноза погоды зависит от информации, которая на 90 % использует данные с зарубежных КА, касающиеся только территории России. Но для более точного прогноза необходимы данные о состоянии атмосферы над территориями сопредельных государств, а также о формировании воздушных потоков всего земного шара.

России, чтобы не зависеть от зарубежной спутниковой информации, необходимо иметь национальную группировку, состоящую из 13 КА. Минимум для решения задачи повышения точности прогноза погоды -это три полярно-орбитальных и три геостационарных КА.

Библиографическая ссылка

1. Крупнейшим покупателем индийских снимков из космоса стала Россия. [Электронный ресурс]. 25.08.2010. URL: http//www.i-mash.ru/ (дата обращения: 11.09.2011).

Использование космических средств и технологий для мониторинга окружающей природной среды

I. G. Elizarieva, L. A. Semenova Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

SPACE MONITORING AS A NECESSITY OF IMPROVING THE QUALITY OF FORECASTS

The authors describe challenges of space monitoring of Russia's state satellite constellation and as a result, the dependence of the accuracy offorecasts. The ways of solving these problems are investigated.

© Елизарьева И. Г., Семенова Л. А., 2011

УДК 551.550.534

В. Б. Кашкин, Т. В. Рублева, В. М. Мясников, С. А. Селиверстов Сибирский федеральный университет, Россия, Красноярск

ОСОБЕННОСТИ ПОЛЯРНОГО ОЗОНА В НИЖНЕЙ СТРАТОСФЕРЕ ЮЖНОГО ПОЛУШАРИЯ

Изучается стратосферный озон в полярной области Южного полушария. На основе спутниковых данных рассчитываются скорости зонального переноса в области накопления общего содержания озона, а также дефицит массы озона в озоновой дыре. Установлено, что уменьшение общего содержания озона в озоновой дыре сопровождается увеличением количества озона в циркумполярном вихре, окружающем озоновую дыру. Коэффициент корреляции между зональной скоростью и дефицитом массы озона составляет 0,78.

Согласно современным данным, происходит постепенная глобальная деградация озонового слоя. Несмотря на большое количество теоретических и экспериментальных исследований, причины уменьшения общего содержания озона (ОСО) до сих пор неизвестны. В полярной области Южного полушария в течение 30 лет весной наблюдается значительное уменьшение суммарного озона (антарктическая озоновая дыра), т. е. область атмосферы, в которой значение ОСО составляет менее 220 единиц Добсона (е. д.). Это происходит ежегодно в течение 3...3,5 месяцев в области 70...90° ю. ш. Состояние антарктической озоновой дыры характеризует следующие параметры: период существования, дней; площадь м2; минимальное ОСО Xmin, е. Д, дефицит массы озона OMD, 109 кг [1].

В данной работе изучается стратосферный озон Южного полушария на высотах 14.22 км, на основе данных аппаратуры TOMS и OMI, установленной на спутниках Earth Probe и Aura (URL: http://ozonewatch.gsfc.nasa.gov/). Дефицит массы озона в области озоновой дыры рассчитывался нами согласно формуле [2]

О3MD = (220 - Xср )• 2,1110-5 • Sph,

где X^ - среднее значение ОСО в области озоновой дыры в день, когда наблюдался минимум. Полученные значения О3MD сравнивались с оценками, приведенными в [3], коэффициент корреляции составил 0,97.

Известно, что образование озоновой дыры связано с антарктическим циркумполярным вихрем (ЦВ) [2]. В конце зимы солнце прогревает приполярную атмосферу, давление там повышается, возможен перенос масс озона в меридиональном направлении в область

ЦВ. Нами установлено, что из области дыры озон вытекает в направлении от полюса к экватору со скоростью до 1,5 град/сут и закручивается в кольцо в области ЦВ от 30 до 60° ю. ш.

Был проведен анализ движения масс озона, который позволил установить, что в период 1996-2009 гг. примерно за 9-12 дней до дня минимума ОСО средняя зональная скорость переноса масс озона (Кзон) значительно изменяется, причем за 8-9 дней И>он возрастает, а за 1-3 дня до даты Хтш- уменьшается [4]. По зональным значениям ОСО были выявлены две широтные зоны накопления количества озона в ЦВ за разные годы: 45.50° ю. ш. и 50.55° ю. ш. Среднемесячное значение общего содержания озона в этих зонах доходит до 360 е. Д.

Рассмотрим график межгодовой изменчивости И>он в области накопления ОСО в циркумполярном вихре и динамику О3MD в антарктической озоновой дыре (см. рисунок).

Изменчивость V^ в ЦВ и O3MD в антарктической озоновой дыре