atm_corr_SIAC.gif
1 MB
GEE-39. Атмосферная коррекция данных Sentinel-2 Level-1C
Коррекция влияния атмосферы на спутниковые снимки нужна, чтобы получить более точную количественную оценку отражения земной поверхности. На GEE есть готовые снимки 2-го уровня обработки — Sentinel-2 Surface Reflectance, которые уже прошли атмосферную коррекцию, но они начинаются только с 2019 года. Если нужны более ранние снимки, берем данные Sentinel-2 Level-1C, которые начинаются с 2015 года, и выполняем их атмосферную коррекцию, превращая в данные 2-го уровня.
Для атмосферной коррекции в GEE сейчас есть два способа.
Первый способ предложен Сэмом Мерфи и реализован для Python API с помощью пакета Py6S (пакет атмосферной коррекции atmospheric находится в папке bin). Устанавливать Py6S проще всего под Anaconda/Miniconda.
🖥 Пример применения. Еще один пример, в котором результаты сохраняются в виде GEE Assets для последующего использования в GEE JavaScript API.
Второй способ атмосферной коррекции — метод SIAC (Sensor Invariant Atmospheric Correction) — реализован для GEE JavaScript API. Атмосферная коррекция этим методом выполняется после маскирования облаков, иначе возникает ошибка: User memory limit exceeded. Работает удовлетворительно, хотя код основного скрипта закрыт от пользователей.
🖥 Код примера.
Статья с описанием метода SIAC уже несколько лет находится на стадии препринта. Забавно, что к последней его версии приложен код метода, реализованный на Python.
#sentinel2 #GEE
Коррекция влияния атмосферы на спутниковые снимки нужна, чтобы получить более точную количественную оценку отражения земной поверхности. На GEE есть готовые снимки 2-го уровня обработки — Sentinel-2 Surface Reflectance, которые уже прошли атмосферную коррекцию, но они начинаются только с 2019 года. Если нужны более ранние снимки, берем данные Sentinel-2 Level-1C, которые начинаются с 2015 года, и выполняем их атмосферную коррекцию, превращая в данные 2-го уровня.
Для атмосферной коррекции в GEE сейчас есть два способа.
Первый способ предложен Сэмом Мерфи и реализован для Python API с помощью пакета Py6S (пакет атмосферной коррекции atmospheric находится в папке bin). Устанавливать Py6S проще всего под Anaconda/Miniconda.
🖥 Пример применения. Еще один пример, в котором результаты сохраняются в виде GEE Assets для последующего использования в GEE JavaScript API.
Второй способ атмосферной коррекции — метод SIAC (Sensor Invariant Atmospheric Correction) — реализован для GEE JavaScript API. Атмосферная коррекция этим методом выполняется после маскирования облаков, иначе возникает ошибка: User memory limit exceeded. Работает удовлетворительно, хотя код основного скрипта закрыт от пользователей.
🖥 Код примера.
Статья с описанием метода SIAC уже несколько лет находится на стадии препринта. Забавно, что к последней его версии приложен код метода, реализованный на Python.
#sentinel2 #GEE
Облако вулканического пепла и газа поднимается над вулканом Пинатубо 1️⃣ (Филиппины) 12 июня 1991 года, за три дня до извержения.
На снимке 2️⃣, сделанном спутником NOAA-12 14 июня 1991 года, тайфун Yunya приближается к суше на расстояние около 8 км. Сквозь облака шторма виден темно-серый столб извержения Пинатубо.
Источник снимков
На снимке 2️⃣, сделанном спутником NOAA-12 14 июня 1991 года, тайфун Yunya приближается к суше на расстояние около 8 км. Сквозь облака шторма виден темно-серый столб извержения Пинатубо.
Источник снимков
Вулканы, аэрозоли и климат
Захотелось напомнить о том, что кроме парникового эффекта, на климат планеты влияют и другие механизмы.
15 июня 1991 года на Филипинах произошло извержение вулкана Пинатубо, в результате которого в стратосферу было выброшено около 18,5 млн. диоксида серы SO2 и образовались сульфатные аэрозоли, вызвавшие глобальное снижение температуры у поверхности Земли в среднем на 0,5°C в течение нескольких лет.
Аэрозоли — это твердые или жидкие частицы, распыленные в газообразной среде. С влиянием аэрозолей на рассеяние солнечного излучения мы сталкиваемся постоянно, например, когда видим оранжевые и красные оттенки закатного неба на закате. Солнечным лучам на закате нужно пройти более длинный путь в атмосфере, чем в течение дня, и они рассеиваются на большем числе атмосферных частиц, то есть аэрозолей. При этом излучение с короткими длинами волн рассеивается сильнее, так что до нас лучше доходят более длинные волны, соответствующие красному цвету.
Рассеивание света на аэрозолях снижает количество солнечного излучения, достигающего поверхности планеты, что влияет на ее температуру. Правда, из тропосферы — самого низкого слоя атмосферы — аэрозоли довольно быстро удаляются дождями. Время пребывания аэрозолей в тропосфере составляет всего несколько дней. Напротив, аэрозоли в стратосфере — слое атмосферы, расположенном непосредственно над тропосферой, — могут оставаться там годами. Стратосфера очень сухая, и механизмы удаления аэрозолей из нее — гравитация и циркуляция — действуют очень медленно.
По своему влиянию на климат извержение Пинатубо было далеко не самым сильным. Так, извержение вулкана Тамбора в Индонезии в апреле 1815 года стало причиной понижения температуры Земли на 3,5 °C. В следующий за извержением год в большей части Северного полушария температуры в летние месяцы были значительно ниже нормы. В некоторых частях Европы и в Северной Америке 1816 год был известен как “Год без лета”, вызвавший короткий, но сильный голод. С извержением вулкана связывают и заморозки на территории Российского государства, не прекращавшиеся даже летом, и вызвавшие “Великий голод” 1601–1604 годов. Предположительно, снижение температуры было вызвано извержением вулкана Уайнапутина в Перу, в феврале 1600 года.
Возможность понизить температуру атмосферы при помощи аэрозолей в стратосфере не осталась без снимания климатологов. Современные модели показывают, что так можно добиться охлаждения атмосферы на один и более градус Цельсия к 2069 году. Но для этого потребуется ежегодно вводить в атмосферу 10 миллионов тонн аэрозоля.
Крайним проявлением антропогенного влияния на климат при помощи аэрозолей является “ядерная зима”, которая может возникнуть в результате масштабной ядерной войны. Предполагается, что из-за попадания в стратосферу большого количества дыма и сажи от обширных пожаров, существенно возрастет отражение солнечных лучей от верхних слоев атмосферы и температура на планете снизится до арктической. Сценарии ядерной зимы неоднократно моделировались в Советском Союзе и в США. В научно-популярной форме эта задача описана в замечательной книге Н. Н. Моисеева “Экология человечества глазами математика” (М.: Молодая гвардия, 1988).
#климат #вулкан
Захотелось напомнить о том, что кроме парникового эффекта, на климат планеты влияют и другие механизмы.
15 июня 1991 года на Филипинах произошло извержение вулкана Пинатубо, в результате которого в стратосферу было выброшено около 18,5 млн. диоксида серы SO2 и образовались сульфатные аэрозоли, вызвавшие глобальное снижение температуры у поверхности Земли в среднем на 0,5°C в течение нескольких лет.
Аэрозоли — это твердые или жидкие частицы, распыленные в газообразной среде. С влиянием аэрозолей на рассеяние солнечного излучения мы сталкиваемся постоянно, например, когда видим оранжевые и красные оттенки закатного неба на закате. Солнечным лучам на закате нужно пройти более длинный путь в атмосфере, чем в течение дня, и они рассеиваются на большем числе атмосферных частиц, то есть аэрозолей. При этом излучение с короткими длинами волн рассеивается сильнее, так что до нас лучше доходят более длинные волны, соответствующие красному цвету.
Рассеивание света на аэрозолях снижает количество солнечного излучения, достигающего поверхности планеты, что влияет на ее температуру. Правда, из тропосферы — самого низкого слоя атмосферы — аэрозоли довольно быстро удаляются дождями. Время пребывания аэрозолей в тропосфере составляет всего несколько дней. Напротив, аэрозоли в стратосфере — слое атмосферы, расположенном непосредственно над тропосферой, — могут оставаться там годами. Стратосфера очень сухая, и механизмы удаления аэрозолей из нее — гравитация и циркуляция — действуют очень медленно.
По своему влиянию на климат извержение Пинатубо было далеко не самым сильным. Так, извержение вулкана Тамбора в Индонезии в апреле 1815 года стало причиной понижения температуры Земли на 3,5 °C. В следующий за извержением год в большей части Северного полушария температуры в летние месяцы были значительно ниже нормы. В некоторых частях Европы и в Северной Америке 1816 год был известен как “Год без лета”, вызвавший короткий, но сильный голод. С извержением вулкана связывают и заморозки на территории Российского государства, не прекращавшиеся даже летом, и вызвавшие “Великий голод” 1601–1604 годов. Предположительно, снижение температуры было вызвано извержением вулкана Уайнапутина в Перу, в феврале 1600 года.
Возможность понизить температуру атмосферы при помощи аэрозолей в стратосфере не осталась без снимания климатологов. Современные модели показывают, что так можно добиться охлаждения атмосферы на один и более градус Цельсия к 2069 году. Но для этого потребуется ежегодно вводить в атмосферу 10 миллионов тонн аэрозоля.
Крайним проявлением антропогенного влияния на климат при помощи аэрозолей является “ядерная зима”, которая может возникнуть в результате масштабной ядерной войны. Предполагается, что из-за попадания в стратосферу большого количества дыма и сажи от обширных пожаров, существенно возрастет отражение солнечных лучей от верхних слоев атмосферы и температура на планете снизится до арктической. Сценарии ядерной зимы неоднократно моделировались в Советском Союзе и в США. В научно-популярной форме эта задача описана в замечательной книге Н. Н. Моисеева “Экология человечества глазами математика” (М.: Молодая гвардия, 1988).
#климат #вулкан
moiseev_nn_ekologiia_chelovechestva_glazami_matematika.djvu
4.9 MB
Моисеев Н. Н. Экология человечества глазами математика. — М.: Молодая гвардия, 1988.
Международный космический турнир "Орбита"
На турнир приглашаются увлеченные космонавтикой дети и их наставники из стран СНГ и ЕАЭС, чтобы вместе провести:
* соревнования по спутникостроению, где они смогут придумать исследование на борту спутника, собрать его и испытать в стратосфере на высоте 24 км;
* международную конференцию на базе Планетария г. Екатеринбург, где они смогут продемонстрировать свои проекты по космонавтике, обменяться опытом и пообщаться со специалистами по космонавтике из разных стран.
Страны-участницы: Россия, Беларусь, Узбекистан, Кыргызстан, Казахстан, Армения.
Партнеры:
* ГК "Роскосмос"
* Кружковое Движение НТИ
* Федеральный центр дополнительного образования, отдыха и оздоровления детей
* "Вкусно и точка"
* Администрация г. Екатеринбург и Свердловской области
Кто может принять участие:
* школьники 14–18 лет из стран СНГ и ЕАЭС
* участники из России отбираются по результатам конкурса "Орбита - Space Pi" программы "Дежурный по планете"
* участники из других стран участвуют в национальном этапе отбора
Формат участия:
* онлайн этапы в каждой стране: с октября 2023 по апрель 2024 года
* очный финал в г. Екатеринбург: май 2024
Подробная информация и регистрация — на сайте турнира.
Телеграм-канал конкурса
#конкурс
На турнир приглашаются увлеченные космонавтикой дети и их наставники из стран СНГ и ЕАЭС, чтобы вместе провести:
* соревнования по спутникостроению, где они смогут придумать исследование на борту спутника, собрать его и испытать в стратосфере на высоте 24 км;
* международную конференцию на базе Планетария г. Екатеринбург, где они смогут продемонстрировать свои проекты по космонавтике, обменяться опытом и пообщаться со специалистами по космонавтике из разных стран.
Страны-участницы: Россия, Беларусь, Узбекистан, Кыргызстан, Казахстан, Армения.
Партнеры:
* ГК "Роскосмос"
* Кружковое Движение НТИ
* Федеральный центр дополнительного образования, отдыха и оздоровления детей
* "Вкусно и точка"
* Администрация г. Екатеринбург и Свердловской области
Кто может принять участие:
* школьники 14–18 лет из стран СНГ и ЕАЭС
* участники из России отбираются по результатам конкурса "Орбита - Space Pi" программы "Дежурный по планете"
* участники из других стран участвуют в национальном этапе отбора
Формат участия:
* онлайн этапы в каждой стране: с октября 2023 по апрель 2024 года
* очный финал в г. Екатеринбург: май 2024
Подробная информация и регистрация — на сайте турнира.
Телеграм-канал конкурса
#конкурс
Мыс Челюскин
Статья в Вики про мыс Челюскин начинается в стиле “мы не хотели вас пугать раньше времени”: мыс Челюскин — это северная оконечность одноименного полуострова, расположенного на севере полуострова Таймыр, и самая северная материковая точка Евразии, Азии и России, а также самая северная точка континентальной суши.
Впервые достигнут участником Великой Северной экспедиции штурманом Семеном Ивановичем Челюскиным вместе с казаками Фофановым и Гороховым в 1742 году (казаков иногда называют солдатами, а Горохова — Праховым). К 100-летию экспедиции мыс был переименован Русским географическим обществом из мыса Восточно-Северный в мыс Челюскин.
Климат здесь арктический, очень суровый. Средняя температура самых теплых месяцев года — июля и августа — составляет 1,5 °C и 1,6 °C. Безморозный период на мысе отсутствует.
В 1932 году экспедицией Арктического Института под руководством Рудольфа Самойловича на ледоколе “Семён Дежнёв” на мысе Челюскин сооружена полярная станция. Сейчас она называется Объединенная гидрометеорологическая станция им. Е. К. Федорова. На станции зимуют от 6 до 8 человек.
На снимке 1️⃣, сделанном Sentinel-2 7 августа нынешнего года (здесь и далее — естественные цвета), станция выделена синим кружком. Несмотря на август, в проливе Вилькицкого много льдин. Ситуация смотрится еще сложнее, если охватить большую площадь 2️⃣.
В июле льда было еще больше. Снимок 3️⃣ сделан 2 июля. А вот три года назад льда в проливе было совсем мало (4️⃣, 7 июля 2020 года). Такое вот глобальное потепление…
Снимок 5️⃣ сделан радаром Sentinel-1 15 августа нынешнего года (GRDM, комбинация каналов: HH, HV, HH - НV, σ0 в дБ). Как видно, открытая земля окрашена в оттенки желтого цвета.
Код примера
#севморпуть #GEE
Статья в Вики про мыс Челюскин начинается в стиле “мы не хотели вас пугать раньше времени”: мыс Челюскин — это северная оконечность одноименного полуострова, расположенного на севере полуострова Таймыр, и самая северная материковая точка Евразии, Азии и России, а также самая северная точка континентальной суши.
Впервые достигнут участником Великой Северной экспедиции штурманом Семеном Ивановичем Челюскиным вместе с казаками Фофановым и Гороховым в 1742 году (казаков иногда называют солдатами, а Горохова — Праховым). К 100-летию экспедиции мыс был переименован Русским географическим обществом из мыса Восточно-Северный в мыс Челюскин.
Климат здесь арктический, очень суровый. Средняя температура самых теплых месяцев года — июля и августа — составляет 1,5 °C и 1,6 °C. Безморозный период на мысе отсутствует.
В 1932 году экспедицией Арктического Института под руководством Рудольфа Самойловича на ледоколе “Семён Дежнёв” на мысе Челюскин сооружена полярная станция. Сейчас она называется Объединенная гидрометеорологическая станция им. Е. К. Федорова. На станции зимуют от 6 до 8 человек.
На снимке 1️⃣, сделанном Sentinel-2 7 августа нынешнего года (здесь и далее — естественные цвета), станция выделена синим кружком. Несмотря на август, в проливе Вилькицкого много льдин. Ситуация смотрится еще сложнее, если охватить большую площадь 2️⃣.
В июле льда было еще больше. Снимок 3️⃣ сделан 2 июля. А вот три года назад льда в проливе было совсем мало (4️⃣, 7 июля 2020 года). Такое вот глобальное потепление…
Снимок 5️⃣ сделан радаром Sentinel-1 15 августа нынешнего года (GRDM, комбинация каналов: HH, HV, HH - НV, σ0 в дБ). Как видно, открытая земля окрашена в оттенки желтого цвета.
Код примера
#севморпуть #GEE
Просто цитата
Компания HawkEye 360 привлекла уже 368 млн долларов финансирования. На последнем раунде (D-1) удалось привлечь 58 млн долларов, а основным инвестором стала компания BlackRock.
HawkEye 360 обладает группировкой из 18 спутников радиоразведки (SIGINT — Signal Intelligence) и имеет с своем активе пятилетнее соглашение с Национальным разведывательным управлением США (NRO).
Это мы так подводим к цитате из выступления генерального директора HawkEye 360, Джона Серафини. Об успехах компании он сказал следующее:
Одной из основных концепций, на которых построена компания, было сосредоточение на том, где находятся деньги. В сфере дистанционного зондирования Земли деньги находятся в сферах обороны и разведки.
#война #sigint
Компания HawkEye 360 привлекла уже 368 млн долларов финансирования. На последнем раунде (D-1) удалось привлечь 58 млн долларов, а основным инвестором стала компания BlackRock.
HawkEye 360 обладает группировкой из 18 спутников радиоразведки (SIGINT — Signal Intelligence) и имеет с своем активе пятилетнее соглашение с Национальным разведывательным управлением США (NRO).
Это мы так подводим к цитате из выступления генерального директора HawkEye 360, Джона Серафини. Об успехах компании он сказал следующее:
Одной из основных концепций, на которых построена компания, было сосредоточение на том, где находятся деньги. В сфере дистанционного зондирования Земли деньги находятся в сферах обороны и разведки.
#война #sigint
Запущена испанская суборбитальная ракета Miura 1
7 октября 2023 г. в 00:03:14 UTC с полигона Эль-Ареносильо (Андалусия, Испания) специалистами испанской компании PLD Space выполнен пуск суборбитальной ракеты Miura 1.
Максимальная высота, достигнутая в ходе запуска, составила 47 км вместо запланированных 80 км. Тем не менее, по заявлению представителей компании, пуск успешный. Это первый частный запуск ракеты такого класса в Европе.
Запуск Miura 1 должен был состояться еще в конце мая этого года, но был перенесен из-за сильного ветра.
7 октября 2023 г. в 00:03:14 UTC с полигона Эль-Ареносильо (Андалусия, Испания) специалистами испанской компании PLD Space выполнен пуск суборбитальной ракеты Miura 1.
Максимальная высота, достигнутая в ходе запуска, составила 47 км вместо запланированных 80 км. Тем не менее, по заявлению представителей компании, пуск успешный. Это первый частный запуск ракеты такого класса в Европе.
Запуск Miura 1 должен был состояться еще в конце мая этого года, но был перенесен из-за сильного ветра.
На рисунке 1️⃣, показаны три снимка, полученные одновременно над тропическим лесом в Х-, С- и L-диапазонах в присутствии дождевого облака. Облако непрозрачно в Х-диапазоне, заметно в C-диапазоне и остается невидимым в L-диапазоне.
Источник: Ferro-Famil L., Pottier E. Synthetic Aperture Radar Imaging / Microwave Remote Sensing of Land Surface: Techniques and Methods, 2016, P. 1-65. https://doi.org/10.1016/B978-1-78548-159-8.50001-3
Радарное изображение Х-диапазона, полученное в районе Вудстока (провинция Нью-Брансуик, Канада) 2️⃣, иллюстрирует необычный эффект тени, возникший в результате ливня и ослабления сигнала радара.
Источник: Lillesand T.M., Kiefer R.W., Chipman J. Remote Sensing and Image Interpretation (7th edition), Wiley, 2015.
Источник: Ferro-Famil L., Pottier E. Synthetic Aperture Radar Imaging / Microwave Remote Sensing of Land Surface: Techniques and Methods, 2016, P. 1-65. https://doi.org/10.1016/B978-1-78548-159-8.50001-3
Радарное изображение Х-диапазона, полученное в районе Вудстока (провинция Нью-Брансуик, Канада) 2️⃣, иллюстрирует необычный эффект тени, возникший в результате ливня и ослабления сигнала радара.
Источник: Lillesand T.M., Kiefer R.W., Chipman J. Remote Sensing and Image Interpretation (7th edition), Wiley, 2015.
Распространение радарных сигналов в атмосфере в зависимости от длины волны
Сигналы радаров с короткими длинами волн (К- и X-диапазонов) сильнее ослабляются атмосферой. На передачу сигналов с более длинными волнами (L- и P-диапазоны) влияет ионосфера. Влияние осадков непостоянно. Сильные дожди могут ослабить сигнала радара (вплоть до С-диапазона). В то же время, влажная почва и растительность усиливают отражение радарного сигнала.
Длина волны радиолокационного сигнала определяет степень его ослабления и/или рассеивания атмосферой. Серьезное влияние атмосферы на радиолокационные сигналы проявляется только на коротких длинах волн (< 4 см). Но даже на этих длинах волн в большинстве случаев атмосфера лишь незначительно ослабляет сигнал. Ослабление сигнала растет с уменьшением длины волны радарной системы.
Облака не оказывают существенного влияния на распространение сигнала, если только это не дождевые облака. Отраженный от осадков (дождевых облаков или дождя) сигнал в расчете на одну каплю пропорционален величине D^6/λ^4, где D — диаметр капли, λ — длина волны. Для коротких длин волн, радарное отражение от капель воды достаточно велико, что используется в метеорологических радарах для выявления областей выпадения осадков. Дождь и дождевые облака влияют на отражение радарного сигнала, если длина волны радара составляет 2 см и менее, то есть для K- и X-диапазонов. При длине волны более 4 см влияние дождя на радарный сигнал минимально, хотя тропический ливень может создать тень и на снимках радара C-диапазона 1️⃣.
На снимке 2️⃣, полученном с помощью радара Х-диапазона, показан необычный теневой эффект, возникший в результате ливня. Яркие "облакоподобные" объекты обусловлены обратным рассеянием сигнала от дождевых облаков. Темные области "за" этими объектами (их больше в правой части сцены) могут объясняться действием одного из двух механизмов: 1) они "скрыты" из-за того, что ливень ослабил энергию падающего сигнала, не позволив ему достичь поверхности; 2) часть энергии проникает сквозь ливень, отражается от поверхности, но полностью ослабляется при обратном прохождении через ливень. Последний случай называется двусторонним ослаблением (two-way attenuation). В любом случае на приемную антенну возвращается гораздо меньше энергии. Вверху слева видна ситуация, когда сигнал ослаблен не полностью, и некоторая его часть возвращается на приемную антенну.
Еще один аспект влияния осадков на радарные снимки состоит в том, что дождь, проходящий в момент съемки, или прямо перед ней, может изменить физические и диэлектрические свойства почвы и растительности на поверхности, тем самым влияя на обратное рассеяние. Влияние влаги, находящейся в почве или на поверхности почвы, растениях и других поверхностных объектах на обратное рассеяние рассмотрено нами ранее. Оно усиливает отражение радарного сигнала. Поэтому, при анализе свойств поверхности с помощью радаров иногда приходится удалять снимки, полученные вскоре после дождя, а также во время выпадения утренней и/или вечерней росы, чтобы избежать искаженных наблюдений. Смахивает на ситуацию с облачностью на оптических снимках, не так ли?
Для длинных волн (P-диапазон) на больших высотах (более 500 км) существенное влияние на передачу радарных сигналов может оказывать ионосфера. Во-первых, прохождение через ионосферу может приводить к задержке распространения, а значит к ошибкам в измерении наклонной дальности. Во-вторых, существует эффект Фарадея, при котором плоскость поляризации несколько поворачивается прямо пропорционально величине ионосферной активности магнитного поля планеты. Эти факторы могут создавать значительные проблемы при создании спутниковых радаров с большой длиной волны и при использовании их для поляриметрии.*
Сигналы радаров с короткими длинами волн (К- и X-диапазонов) сильнее ослабляются атмосферой. На передачу сигналов с более длинными волнами (L- и P-диапазоны) влияет ионосфера. Влияние осадков непостоянно. Сильные дожди могут ослабить сигнала радара (вплоть до С-диапазона). В то же время, влажная почва и растительность усиливают отражение радарного сигнала.
Длина волны радиолокационного сигнала определяет степень его ослабления и/или рассеивания атмосферой. Серьезное влияние атмосферы на радиолокационные сигналы проявляется только на коротких длинах волн (< 4 см). Но даже на этих длинах волн в большинстве случаев атмосфера лишь незначительно ослабляет сигнал. Ослабление сигнала растет с уменьшением длины волны радарной системы.
Облака не оказывают существенного влияния на распространение сигнала, если только это не дождевые облака. Отраженный от осадков (дождевых облаков или дождя) сигнал в расчете на одну каплю пропорционален величине D^6/λ^4, где D — диаметр капли, λ — длина волны. Для коротких длин волн, радарное отражение от капель воды достаточно велико, что используется в метеорологических радарах для выявления областей выпадения осадков. Дождь и дождевые облака влияют на отражение радарного сигнала, если длина волны радара составляет 2 см и менее, то есть для K- и X-диапазонов. При длине волны более 4 см влияние дождя на радарный сигнал минимально, хотя тропический ливень может создать тень и на снимках радара C-диапазона 1️⃣.
На снимке 2️⃣, полученном с помощью радара Х-диапазона, показан необычный теневой эффект, возникший в результате ливня. Яркие "облакоподобные" объекты обусловлены обратным рассеянием сигнала от дождевых облаков. Темные области "за" этими объектами (их больше в правой части сцены) могут объясняться действием одного из двух механизмов: 1) они "скрыты" из-за того, что ливень ослабил энергию падающего сигнала, не позволив ему достичь поверхности; 2) часть энергии проникает сквозь ливень, отражается от поверхности, но полностью ослабляется при обратном прохождении через ливень. Последний случай называется двусторонним ослаблением (two-way attenuation). В любом случае на приемную антенну возвращается гораздо меньше энергии. Вверху слева видна ситуация, когда сигнал ослаблен не полностью, и некоторая его часть возвращается на приемную антенну.
Еще один аспект влияния осадков на радарные снимки состоит в том, что дождь, проходящий в момент съемки, или прямо перед ней, может изменить физические и диэлектрические свойства почвы и растительности на поверхности, тем самым влияя на обратное рассеяние. Влияние влаги, находящейся в почве или на поверхности почвы, растениях и других поверхностных объектах на обратное рассеяние рассмотрено нами ранее. Оно усиливает отражение радарного сигнала. Поэтому, при анализе свойств поверхности с помощью радаров иногда приходится удалять снимки, полученные вскоре после дождя, а также во время выпадения утренней и/или вечерней росы, чтобы избежать искаженных наблюдений. Смахивает на ситуацию с облачностью на оптических снимках, не так ли?
Для длинных волн (P-диапазон) на больших высотах (более 500 км) существенное влияние на передачу радарных сигналов может оказывать ионосфера. Во-первых, прохождение через ионосферу может приводить к задержке распространения, а значит к ошибкам в измерении наклонной дальности. Во-вторых, существует эффект Фарадея, при котором плоскость поляризации несколько поворачивается прямо пропорционально величине ионосферной активности магнитного поля планеты. Эти факторы могут создавать значительные проблемы при создании спутниковых радаров с большой длиной волны и при использовании их для поляриметрии.*
* Сигналы радара могут передаваться и приниматься в разных режимах поляризации. Поляризация электромагнитной волны описывается плоскостью, в которой колеблется ее электрическое поле. Сигнал радара фильтруется так, что колебания его электрической волны ограничиваются одной плоскостью, перпендикулярной направлению распространения волны. Многие объекты (например, растения) реагируют на падающее поляризованное излучение, отражая частично поляризованный и частично деполяризованный сигнал. Измерение поляризационных свойств объекта называется поляриметрией.
#SAR #основы
#SAR #основы
“Золотой лекторий” на Всероссийском фестивале NAUKA 0+
7 и 8 октября в рамках Фестиваля науки проходит “Золотой лекторий”: ведущие ученые России читают научно-популярные лекции в Актовом зале Фундаментальной библиотеки МГУ и в восьми аудиториях Шуваловского корпуса Московского университета.
Программа лекций на сайте: https://msk.festivalnauki.ru/
Подробная информация на странице Фестиваля в VK: https://vk.com/festivalnauki
Вход бесплатный. Организована онлайн-трансляция лекций. Все трансляции останутся в записи в сообществе.
Коротко о лекциях: все вкусное 🙂. Что касается ДЗЗ, обратите внимание на лекцию Сергея Александровича Барталева из ИКИ РАН — “Применение методов дистанционного зондирования из космоса для мониторинга бюджета углерода в наземных экосистемах России”. Она прошла 7 октября и на записи начинается с 5:06:45.
#конференции
7 и 8 октября в рамках Фестиваля науки проходит “Золотой лекторий”: ведущие ученые России читают научно-популярные лекции в Актовом зале Фундаментальной библиотеки МГУ и в восьми аудиториях Шуваловского корпуса Московского университета.
Программа лекций на сайте: https://msk.festivalnauki.ru/
Подробная информация на странице Фестиваля в VK: https://vk.com/festivalnauki
Вход бесплатный. Организована онлайн-трансляция лекций. Все трансляции останутся в записи в сообществе.
Коротко о лекциях: все вкусное 🙂. Что касается ДЗЗ, обратите внимание на лекцию Сергея Александровича Барталева из ИКИ РАН — “Применение методов дистанционного зондирования из космоса для мониторинга бюджета углерода в наземных экосистемах России”. Она прошла 7 октября и на записи начинается с 5:06:45.
#конференции
Лесные пожары в Канаде и в Индонезии
Летом основными причинами пожаров в бореальных лесах Канады являются повышение температуры и молнии. С наступлением осени, когда дни становятся короче, а температура понижается, частота пожаров обычно резко уменьшается. Но в этом году все не так. Пожары, начавшиеся на востоке Канады в мае, а затем переместившиеся на запад страны, продолжаю бушевать и в октябре. Свидетельством их интенсивности стало то, что в последние две недели сентября небо на востоке США заполнили обширные шлейфы дыма пожаров, охвативших западную часть Канады.
На снимках 1️⃣ и 2️⃣, сделанных прибором VIIRS спутника NOAA-20 25 сентября и 1 октября 2023 года, показан длинный шлейф дыма (более темный и с более тонкой структурой, по сравнению с окружающими облаками), тянущийся вдоль Восточного побережья США.
После нескольких лет сравнительного спокойствия, интенсивные лесные пожары вспыхнули в Индонезии. Пожарную опасность усиливает засушливая погода, которая в этом году во многом связана с возвращением Эль-Ниньо.
На снимке 3️⃣ показан дым от пожаров, горящих на острове Борнео, в провинциях Южный и Центральный Калимантан. Снимок получен прибором MODIS спутника Terra 2 октября 2023 года. К этому моменту с начала года огонь сжег около 267 900 га, превысив площадь, сожженную за весь 2022 год.
#пожары
Летом основными причинами пожаров в бореальных лесах Канады являются повышение температуры и молнии. С наступлением осени, когда дни становятся короче, а температура понижается, частота пожаров обычно резко уменьшается. Но в этом году все не так. Пожары, начавшиеся на востоке Канады в мае, а затем переместившиеся на запад страны, продолжаю бушевать и в октябре. Свидетельством их интенсивности стало то, что в последние две недели сентября небо на востоке США заполнили обширные шлейфы дыма пожаров, охвативших западную часть Канады.
На снимках 1️⃣ и 2️⃣, сделанных прибором VIIRS спутника NOAA-20 25 сентября и 1 октября 2023 года, показан длинный шлейф дыма (более темный и с более тонкой структурой, по сравнению с окружающими облаками), тянущийся вдоль Восточного побережья США.
После нескольких лет сравнительного спокойствия, интенсивные лесные пожары вспыхнули в Индонезии. Пожарную опасность усиливает засушливая погода, которая в этом году во многом связана с возвращением Эль-Ниньо.
На снимке 3️⃣ показан дым от пожаров, горящих на острове Борнео, в провинциях Южный и Центральный Калимантан. Снимок получен прибором MODIS спутника Terra 2 октября 2023 года. К этому моменту с начала года огонь сжег около 267 900 га, превысив площадь, сожженную за весь 2022 год.
#пожары