Радиационный баланс земной поверхности

Использование космических, средств и технологий для мониторинга окружающей природной среды

основан на Ь-системах, позволяющих моделировать процесс роста объекта - дерева с различными параметрами, такими как углы между ветвями, тип ветвления [2]. При создания лиственной кроны в качестве геометрии листа используется прямоугольник, на который накладывается фотография листа или группы листьев с контурным альфа-каналом в качестве карты прозрачности. С использованием разработан-

ного продукта были получены шесть моделей деревьев.

Библиографические ссылки

1. Image-based Plant Modeling / L. Quan, P. Tan, G. Zeng et al. // ACM Trans. on Graphics. 2006. P. 599-604.

2. Prusinkiewicz P., Lindenmayer A. The algorithmic beauty of plants. N. Y. : Springer-Verlag, 1990.

A. A. Chunina

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

ANALYSING FOREST VEGETATION MODELING PACKAGES

The existent packages for modeling forest vegetation are considered. The advantages and disadvantages of the packages are presented. The forest processor is described and the results are revealed.

© ^yHHHa A. A., 2010

УДК 89.57.35

А. Р. Шаповал

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

РАДИАЦИОННЫЙ БАЛАНС ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Проведен расчет радиационного баланса земной поверхности для случая с наличием облачности и безоблачного случая.

Приток тепла в виде лучистой энергии является важнейшей составной частью общего притока тепла, под влиянием которого изменяется термический режим атмосферы и земной поверхности. Балансом лучистой энергии, или радиационным балансом тела называется разность между поглощенной им радиацией и собственным излучением тела [1].

Радиационный баланс земной поверхности оказывает существенное влияние на распределение температуры в почве и приземном слое атмосферы, а также на процессы испарения и снеготаяния, образование туманов, заморозков, изменение свойств воздушных масс и их трансформацию [2].

Радиационный баланс изменяется в зависимости от широты, времени года, времени суток, погодных условий и т. д. Расчет баланса производят за различные промежутки времени: минуты, сутки, месяцы, сезон, год и т. д.; он может быть как положительным, так и отрицательным.

В работе были получены изображения без облачности (рис. 1) и с облачностью (рис. 2) для расчета радиационного баланса.

В первом случае (см. рис. 1) до поверхности земли доходит наибольшая часть солнечной радиации, которую нередко называют прямой солнечной радиацией; 22 % солнечной радиации поглощается атмосферой, часть радиации рассеивается. В течение дня происходит изменение радиационного баланса; одним из фак-

торов, влияющих на изменение, является высота солнца.

'••^-^Tirmf^ »r  р"*»'" у-1- IV л-1111

Рис. 1. Изображение без облачности

Формула для радиационного баланса имеет следующий вид:

Я, = (1 - г) (^ + г) - В*,

где г - альбедо; - прямая солнечная радиация; г - рассеянная радиация; В* - эффективное излучение земной поверхности.

Формула для эффективного излучения при безоблачном небе имеет вид

Во* = 5 (с704 - асГД

Решетневские чтения

где 704 - температура земной поверхности, Т|4 - температура воздуха на каком-либо фиксированном уровне, а - относительный коэффициент поглощения атмосферы.

Рис. 2. Изображение средней облачности

В случае наличия перистых облаков (см. рис. 2) радиационный баланс претерпит значительное изменение, так как идущее солнечное излучение поглощается не только атмосферой, но еще и облаками. Облаками поглощается 5 % того излучения, которое прошло через атмосферу.

Особенно большое влияние оказывает облачность на эффективное излучение земной поверхности.

С увеличением количества и вертикальной мощности облачности эффективное излучение уменьшается.

Эффективное излучение при средней облачности (перистые облака) определяется по формуле

Bo* = 5с T04 - 5ас T14 - 5 (1 - a),

где (1 - a) с Tk4 - часть излучения облака, дошедшего до земной поверхности; Тк - температура границы облака.

Эффективное излучение для 10-балльной облачности можно записать в виде

B* = Bo*[1 - (Tk/Ti)4].

По результатам анализа полученных изображений были составлены таблицы данных и произведен расчет радиационного баланса земной поверхности для изображений с наличием облачности и безоблачного изображения. В среднем, радиационный баланс в течение суток положителен днем и отрицателен ночью, в течение года - положителен в летние месяцы и отрицателен в зимние.

Библиографические ссылки

1. Кашкин В. Б., Сухинин А. И. Дистанционное зондирование земли из космоса. Цифровая обработка изображений : учеб. пособие. М. : Логос, 2001.

2. Матвеев Л. Т. Основы обшей метеорологии. Физика атмосферы : учеб. пособие. Л. Гидрометеоиз-дат, 1965.

A. R. Shapoval

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk RADIATION BALANCE OF EARTH SURFACE

In this report the calculation of radiative balance of tearth surface for several conditions is carried out. These conditions are ones with the presence of clouds and cloudless ones.

© Шаповал А. Р., 2010

УДК 89.57.25

Л. В. Шахматова

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

ИССЛЕДОВАНИЕ НАРУШЕННОСТИ ЛЕСОВ КОДИНСКОГО ЛЕСНИЧЕСТВА РУБКАМИ И ПОЖАРАМИ В 2006 г.

Исследована территория Кодинского лесничества с целью сравнительного анализа нарушенности лесов рубками и пожарами. Представленная методика исследования пожаров впервые применена для изучения рубок. Проведены численные расчеты поражения территории.

Многочисленные лесные пожары и рубки наносят значительный урон как экологической системе, так и экономике нашей страны. Именно поэтому важна оценка нарушенности лесов пожарами и рубками.

Методика исследовательской работы включает в себя ряд последовательный действий.

1. Предварительная обработка изображений. Выбраны безоблачные космические изображения,

полученные со спутника Landsat ETM+ за вегетационный период 2006 г.

2. Тематическая обработка изображения.

2.1. Атмосферная коррекция. Влияние атмосферы искажает данные дистанционного зондирования, что