Программная обработка спутниковых снимков полей серебристых облаков с целью определения их структуры
Ключевые слова:
серебристые облака, атмосферные зависимости, цифровые изображения, алгоритм, языки программирования, программа обработки, критерии точностиАннотация
Серебристые облака, которые образуются в летние месяцы в основном над полярными регионами нашей планеты, часто наблюдаются в умеренных широтах. Более того, именно эти части глобального поля мезосферных облаков определяют их общую площадь и пространственную конфигурацию. Как было показано в ряде предыдущих работ, особенности сезонной и межсезонной эволюции мезосферных облачных полей в значительной степени определяются метеорологическими процессами в мезосфере. Также возможно влияние геофизических полей на их развитие.
В работе описаны этапы разработки методологии, позволяющей перейти от изучения интегральных характеристик мезосферных облаков к их дифференциальным характеристикам. На начальном этапе планируется поиск наличия долготной структуры таких облаков. Для этого на спутниковых снимках полей серебристых облаков выделяются 30-градусные продольные сектора, в пределах которых рассчитывается площадь облачности.
Решение этой задачи требует разработки специализированного программного обеспечения. Значительная часть работы посвящена описанию алгоритма построения программы, выбору языка программирования и реализации поставленной задачи. Эффективность вновь созданного программного продукта сравнивается с ранее реализованными подходами. Показано, что созданная методика обработки спутниковых снимков позволит со значительно большей точностью выявлять продольные неоднородности в структуре глобальных полей серебристых облаков.
Библиографические ссылки
. Gadsden, M., and W. Schroder. Noctilucent Clouds. New York: Springer, 1989.
. Grishin, N.I. «Studies of Mesospheric Clouds» In Proceedings of Meteorological Studies. Physics of the Mesosphere and Mesospheric Clouds, edited by O.B. Vasyl’ev, 23–32. Moscow: Nauka, 1975.
. Bronshten, V.A., and N.I. Grishin. Noctilucent Clouds. Moscow: Nauka, 1970.
. Turco, R.P., O.B. Toon, R.C. Whitten, R.G. Keesee, and D. Hollenbach. «Noctilucent Clouds: Simulation Studies of Their Genesis, Properties, and Global Influences» Planetary and Space Science 30, no. 11 (1982): 1147–1181.
. Aim Mission Overview. «AIM. Exploring Clouds at the Edge of Space» http://aim.hamptonu.edu/mission/index.html (accessed May 29, 2024).
. Olivero, J.J., and G.E. Thomas. «Climatology of Polar Mesospheric Clouds» Journal of the Atmospheric Sciences 43, no. 12 (1986): 1263–1274.
. Berger, U., and F.-J. Lübken. «Trends in Mesospheric Ice Layers in the Northern Hemisphere During 1961–2013» Journal of Geophysical Research: Atmospheres 120 (2015): 11,277–11,298. https://doi.org/10.1002/2015JD023355 (accessed May 29, 2024).
. Thurairajah, B., C.Y. Cullens, and S.M. Bailey «Characteristics of a Mesospheric Front Observed in Polar Mesospheric Cloud Fields» Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics 218 (2021): 105627. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2021.105627 (accessed May 29, 2024).
. Shevchuk, N., N. Pertsev, P. Dalin, and V. Perminov «Wave-Induced Variations in Noctilucent Cloud Brightness: Model and Experimental Studies» Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics 203 (2020): 105257.
. Chandran, A., D.W. Rusch, G.E. Thomas, S.E. Palo, G. Baumgarten, E.J. Jensen, and A.W. Merkel «Atmospheric Gravity Wave Effects on Polar Mesospheric Clouds: A Comparison of Numerical Simulations from CARMA 2D with AIM Observations» Journal of Geophysical Research 117 (2012): D20104. https://doi.org/10.1029/2012JD017794 (accessed May 29, 2024).
. Dalin, P., N. Gavrilov, N. Pertsev, V. Perminov, A. Pogoreltsev, N. Shevchuk, A. Dubietis, P. Völger, M. Zalcik, A. Ling, S. Kulikov, A. Zadorozhny, G. Salakhutdinov, and I. Grigoryeva «A Case Study of Long Gravity Wave Crests in Noctilucent Clouds and Their Origin in the Upper Tropospheric Jet Stream» Journal of Geophysical Research: Atmospheres 121 (2016): 23. https://doi.org/10.1002/2016JD025422 (accessed May 29, 2024).
. DeLand, M.T., E.P. Shettle, G.E. Thomas, and J.J. Olivero «A Quarter-Century of Satellite Polar Mesospheric Cloud Observations» Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics 68 (2006): 9–29.
. Gao, H., L. Li, L. Bu, Q. Zhang, Y. Tang, and Z. Wang «Effect of Small-Scale Gravity Waves on Polar Mesospheric Clouds Observed from CIPS/AIM» Journal of Geophysical Research: Space Physics 123 (2018): 4026–4045. https://doi.org/10.1029/2017JA024855 (accessed May 29, 2024).
. Solodovnik, A. A., P. I. Leontyev, and P. Dalin «Studies of the Influence of Tropospheric Factors on the Formation of Noctilucent Clouds by a Cartographic Method» Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics 200 (2020c): 105224.
. Kudabaeva, D.A., and A.A. Solodovnik «Variation in the Area of the Global Field of Noctilucent Clouds of the Northern Hemisphere in 2007–2012 Seasons» Geomagnetism and Aeronomy 55, no. 2 (2015): 261–265. https://doi.org/10.1134/S0016793215020139 (accessed May 29, 2024).
. Solodovnik, A., A. Baibusinova, and D. Kudabaeva «Dynamics of the Development of the Field of Noctilucent Clouds in the Northern Hemisphere in the Period 2013–2020» Bulletin of KazNTU 4, no. 140 (2020a): 138–144.
. Solodovnik, A.A., and A.K. Baibusinova. «Features of the Seasonal Development of the Fields of Noctilucent Clouds of the Northern and Southern Hemispheres of the Earth» Eurasian Union of Scientists (EUS) 5, no. 74 (2020b): 10–16. Solodovnik, A.A., Baibusinova, A.K., 2020b. Features of the seasonal development of the fields of noctilucent clouds of the northern and southern hemispheres of the Earth. Eurasian Union of Scientists (EUS), 5 (74), 10-16.
. Solodovnik, A., P. Leontiev, P. Dalin, B. Takenov, and D. Alyoshin «Seasonal Evolution and Interseasonal Changes in Polar Mesospheric Clouds at High Latitudes in the Southern Hemisphere» Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics 226 (2021): 105787.
. Cole, A. E., and A. J. Kantor. Air Force Reference Atmospheres. Hanscom AFB, Massachusetts: Air Force Geophysics Laboratory, Air Force Systems Command, United States Air Force, 1978.
. Bradski, G., and A. Kaehler. Learning OpenCV: Computer Vision with the OpenCV Library. O'Reilly Media, 2008.
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 Дмитрий Алёшин
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
