Космический градусник: создан спутниковый анализатор температуры поверхности Земли26.07.2025 11:01

Температура поверхности суши (ТПС) является важнейшим параметром для понимания энергетического баланса Земли и мониторинга изменения климата. Однако из-за ограниченного разрешения спутниковых наблюдений измерения ТПС часто отражают среднее значение для освещенных солнцем и затененных областей поверхности. Такое смешение вносит значительную неопределенность в ключевые экологические оценки. Страдает как общий анализ тенденций глобального потепления, так и более узкие сферы оценки, например, мониторинг глобального обезлесения и опустынивания.

Для решения этой задачи исследовательская группа из Научно-исследовательского института аэрокосмической информации Академии наук Китая представила первый спутниковый снимок компонентов ТПС — в частности, освещенной солнцем почвы, затененной почвы и растительности — путем объединения данных наблюдений из нескольких источников и использования эффекта «горячей точки» (thermal hotspot effect). Их результаты были опубликованы в журнале Remote Sensing of Environment.

Полевые эксперименты показали, что летом в полдень разница температур между освещенными солнцем и затененными поверхностями может превышать 20К. Спутниковый анализ показывает, что этот тепловой контраст может привести к погрешности определения температуры поверхности в размере 0,6К при изменении угла обзора спутника относительно Солнца на каждые 10 градусов. Используя информацию о точках мониторинга в режиме реального времени, новый метод повышает точность измерений более чем на 20%.

Новый подход расширяет возможности получения информации за счет объединения в единую виртуальную группировку спутников, находящихся на полярной орбите, таких как радиометр температуры поверхности моря и суши SLSTR (Sea and Land Surface Temperature Radiometer) и геостационарных аппаратов, таких как усовершенствованный тепловизор Himawari (AHI, Advanced Himawari Imager) и тепловизор видимого и инфракрасного диапазона SEVIRI (Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager).

В этом методе задействована вычислительная модель, которая использует индекс скопления для более эффективного сбора сигналов, связанных со структурой наземной растительности. Кроме того, она учитывает различия в температурах компонентов в качестве физического критерия и использует байесовскую статистику для повышения стабильности поиска. Независимые полевые проверки данных, проведенные на китайской, португальской и намибийской метеостанциях, продемонстрировали безупречную точность комбинированных спутниковых наблюдений.

Объединение нескольких, прежде независимых орбитальных аппаратов для совместного решения научных или прикладных задач становится доброй традицией. Недавно Hi-Tech Mail рассказал об аналогичной коллаборации с целью глобального мониторинга выбросов углекислого газа на тепловых электростанциях.