Аерокосмічні методи географічних досліджень

Основні задачі для застосування даних ДЗЗ
Глобальні зміни (контроль кліматичних змінних, моніторинг змін компонент кліматичної системи для зменшення невизначеностей моделей клімату та уточнення кліматичних прогнозів)
Екологічна безпека (контроль загрозливих змін екосистем: антропогенні і природні зміни ландшафтів, моніторинг біологічної продуктивності, контроль забруднень)
Надзвичайні ситуації (контроль, прогнозування, аналіз збитків, планування рятувальних операцій та відновлювальних заходів)
Цивільна безпеки і оборона (моніторинг загроз, розвідка, контроль кордонів, міграція, переміщення небезпечних вантажів тощо)
Ресурсний моніторинг (прогнозування біологічної та економічної продуктивності лісових та сільськогосподарських ландшафтів, пошук покладів корисних копалин, оцінка ресурсного потенціалу територій)

Основні напрями досліджень vs. тематика лекцій
Атмосфера
Світовий океан
Водні ресурси суходолу
Сніговий і льодовий покрив
Вивчення рельєфу, геологічні задачі, ресурсний моніторинг
Ландшафтний аналіз: ґрунти, рослинність, структура, динаміка, сталість і вразливість
Лісове господарство
Сільське господарство
Урбанізовані території і антропогенні ландшафти
Надзвичайні ситуації і ризики

Застосування супутникових спостережень для досліджень атмосфери
(кліматологія, гідрометеорологія, екологія, безпека)

Атмосфера: основні факти

Атмосфера: перенос тепла і маси

Основні задачі для застосування даних ДЗЗ
Моніторинг (довгострокової) динаміки кліматоформуючої компоненти з метою зниження невизначеностей кліматичних моделей: аналіз великомасштабної циркуляції, вивчення системних явищ (El Niño), динаміка процесів обміну з суходолом та океаном, розрахунки радіаційного балансу тощо
Вивчення поточної варіабельності метеорологічних показників для прогнозу погоди, контролю та передбачення надзвичайних ситуацій (кліматичного та гідрометеорологічного характеру): моніторинг у реальному часі температурних показників та вмісту вологи (кількість опадів, структура та динаміка хмарного покриву), визначення граничних умов для різночасових моделей прогнозування НС
Вивчення фізичного та хімічного складу атмосфери: визначення хімічного складу та вмісту аерозолів, аналіз вмісту та розповсюдження забруднень, “кислотні дощі”, аналіз змін енергетичних властивостей атмосфери, аналіз балансу вуглецю, азоту, озону тощо

Атмосфера: поглинання випромінювання

Супутникові місії з визначення складу і структури атмосфери
1 – надірна модель, 2 – лімбічна модель, 3 – модель сонячного затемнення

Перелік основних приладів для дослідження атмосфери: метеорологія
платформа
сенсор
власник
запуск
EOS PM (Aqua)
EUMETSAT
SEVIRI (Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager)
2002
METEOSAT
/MSG
MODIS (Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer)
NOAA/USA
GERB (Geostationary Earth Radiation Budget instrument)
METEOSAT
/MSG
2005
2005
AIRS (Atmospheric Infrared Sounder)
EOS PM (Aqua)
NOAA/USA
NOAA/USA
EOS PM (Aqua)
2002
2000
MISR (Multi-angle Imaging SpectroRadiometer )
2009
NOAA/USA
NOAA-19,
/MetOp-A
AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer)
EUMETSAT
CERES (Clouds and the Earth's Radiant Energy System )
NOAA/USA
EOS PM (Aqua)
2002

Реєстрація спектрального відгуку супутниковими засобами

Глобальні спостереження хмарного покриву: сенсор MODIS

Зображення хмарного покриву у видимому діапазоні сенсору GOES (NASA) від 04 вересня 2011, 13:55
Глобальні спостереження хмарного покриву: сенсор GOES

The false-color image above shows a one-month composite of cloud optical thickness measured by the Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) and averaged globally for April 2001. Optical thickness is a measure of how much solar radiation is not allowed to travel through a column of atmosphere. Areas colored red and yellow indicate very cloudy skies, on average, while areas colored green and light blue show moderately cloudy skies. Dark blue regions show where there is little or no cloud cover. This data product is an important new tool for helping scientists understand the roles clouds play in our global climate system.
Глобальні спостереження хмарного покриву: 30-денна композиція, сенсор MODIS

Because different cloud types reflect and emit radiant energy differently, scientists can use MODIS' unique data set to measure the sizes of cloud particles and distinguish between water, snow, and ice clouds. This scene was acquired on Feb. 24, 2000, and is a red, green, blue composite of bands 1, 6, and 31 (0.66, 1.6, and 11.0 microns, respectively).
Розпізнавання структури хмарного покриву: сенсор MODIS

Multi-angle Imaging SpectroRadiometer (MISR) on September 26, 2001
Розпізнавання структури хмарного покриву: сенсор MISR

This false-color image over Australia, produced using NOAA Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) data, shows where pollution from human industry reduced clouds' particle sizes. Polluted clouds may rain less frequently then unpolluted clouds because the pollutants prevent water droplets from growing large enough to precipitate. Blue areas are cloudless, while purplish-red areas are covered by thick clouds comprised of large droplets. The yellowish-green and orange streaks are clouds comprised of small droplets. These latter clouds are more polluted than the purplish-red clouds and literally pointing to their sources of pollution.
Розпізнавання структури хмарного покриву та визначення забруднень: сенсор AVHRR

Burma Reports Over 22,000 Casualties From Cyclone Nargis
April 30, 2008
May 5, 2008
May 6, 2008
Метеорологічні прогнози і моніторинг

Метеорологічні прогнози і моніторинг: прогнозування опадів

Метеорологічні прогнози і моніторинг: прогнозування руху циклонів

Аналіз водного балансу атмосфери: вміст водяної пари

Радіаційний бюджет поверхні (SRB – Surface Radiation Budget) в перерахунку на потік
Аналіз теплового балансу атмосфери

Глобальний розподіл CO2 за даними місії AIRS
Розподіл викидів SO4 внаслідок виверження вулкану Етна за даними місії AIRS
Аналіз розподілу забруднень
Глобальний розподіл пилу AIRS
Глобальний розподіл CO за даними місії AIRS

Аналіз розподілу забруднень: окис азоту

Аналіз розподілу забруднень: розподіл ймовірностей кислотних дощів

Аналіз розподілу атмосферного озону

Вивчення системних явищ

Виникнення парникового ефекту

Місії з вивчення парникового ефекту