ИСТИНА

В настоящее время в науках о Земле тепловые космические снимки применяются достаточно широко, однако в направлении использования их для климатического районирования и создания климатических карт пока сделаны только первые шаги. Для расчёта значений температуры земной поверхности тепловые космические снимки высокого пространственного разрешения стали использоваться сравнительно недавно, т.к. в уравнении пересчёта присутствует излучательная способность объектов земной поверхности, различная у разных объектов и, соответственно, заранее неизвестная. Тем не менее, в настоящее время существует некоторое количество методик расчёта значений температуры земной поверхности по тепловым космическим снимкам, различающихся количеством используемых параметров и точностью. Проводятся попытки сопоставления рассчитанных значений температуры земной поверхности и измеренных с помощью метеоприборов значений температуры приземного слоя атмосферного воздуха. Динамические характеристики интенсивности теплового излучения и температуры используются в геоэкологическом районировании в качестве дополнительных параметров (в частности, при составлении так называемых карт "земных покровов и использования земель" - land cover/land use). Однако целостной методики, включающей расчёт значений температуры земной поверхности, сопоставление их с измеренными значениями температуры приземного слоя атмосферного воздуха, расчёт полей температуры воздуха на основе выявленных зависимостей и дифференциацию видов динамики интенсивности теплового излучения и температуры для последующего составления климатических карт, в настоящее время не разработано. Значительные территории нашей страны не охвачены сетью метеорологических наблюдений с разрешением, достаточным для детализации важных локальных и местных климатических особенностей, что приводит к отсутствию информации о климатических характеристиках больших по площади районов. Такая информация необходима для оценки природных ресурсов, при проектировании хозяйственных объектов и выборе вариантов их размещения с точки зрения финансовых затрат и сохранения окружающей среды. Разработка методики использования тепловых космических снимков высокого пространственного разрешения в климатическом картографировании на местном и локальном масштабных уровнях в сочетании с применением результатов детализированного климатического моделирования позволит получать детальную информацию о климатических характеристиках, представленную в виде климатических карт, актуальную при разработке стратегий освоения территорий. Совместное использование в климатическом картографирования результатов климатического моделирования и спутниковых данных позволит повысить качество результата.

Currently, in Earth sciences, thermal infrared satellite images are used quite widely, but in the direction of their use for climatic zoning and creating climatic maps, only the first steps have been made. To calculate the values of the land surface temperature, thermal infrared satellite images began to be used rather recently, because in the conversion equation there is the emissivity of the objects of the Earth's surface, that is different for various objects. Nevertheless, at the present time, there are a number of methods for calculating the values of the land surface temperature from thermal infrared satellite images, which differ in the number of parameters used and in their accuracy. Attempts are made to compare the calculated values of the land surface temperature and the temperature values of the surface layer of atmospheric air, measured by weather stations. The dynamic characteristics of the intensity of thermal radiation and temperature are used in geoecological zoning as additional parameters (in particular, when drawing up the so-called "land cover / land use" maps). However, an integral methodology including the calculation of the values of the land surface temperature, their comparison with the measured temperature values of the surface layer of atmospheric air, the calculation of the air temperature fields based on the revealed dependencies and the differentiation of the types of the thermal radiation and temperature intensity dynamics for the subsequent compilation of climatic maps, is not yet developed. Significant areas of our country are not covered by a dense network of weather stations; that leads to the lack of information on the climatic characteristics for large areas. Such information is necessary for the assessment of natural resources, in the design of economic facilities and the choice of the most successful option for their location in terms of financial costs and environmental control. The development of the methodology of the use of thermal infrared satellite images of high spatial resolution in climate mapping at local climate and microclimate levels will allow to obtain detailed information (presented on the climatic maps) relevant to work-out the territorial development strategies.

Предлагаемая методика позволит составлять детальные карты климатической тематики на масштабных уровнях, соответствующих понятиям "местный климат" и "микроклимат". Это позволит расширить научные знания о местном климате и микроклимате, получить детальную информацию о климатических характеристиках небольших участков земной поверхности. Такие карты могут быть использованы в сельском и лесном хозяйстве для оценки состояния насаждений и организации рационального использования земель, в градостроительстве при реконструкции районов городов и строительстве новых кварталов, при освоении природных ресурсов в малонаселённых районах нашей страны, а также для организации систем рационального природопользования.

Руководителем разработана методика дешифрирования многовременных разносезонных тепловых космических снимков с целью картографирования природных и антропогенных территорий. Методика опробована на таких антропогенных территориях, как Москва, Ульяновск, Нижний Новгород; и на таких природных территориях, как ООПТ регионального значения Вулкан Менделеева (Южно-Курильский район Сахалинской области РФ) и Алтачейский природный заказник федерального значения (Мухоршибирский район Республики Бурятия РФ). Для исследования городских островов тепла на основе тепловых космических снимков и результатов наземных измерений температуры воздуха изучены методы атмосферной коррекции тепловых космических снимков с использованием моделей переноса излучения (RTTOV). В Институте физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН разрабатываются методы восстановления температуры подстилающей поверхности по спутниковым данным для водных объектов, методы определения состояния ледяного покрова, восстановление атмосферных характеристик. В частности, разработана новая методика определения состояния морского ледяного покрова по радиотепловым данным и методика восстановления полей ветра в прибрежной зоне по данным оптических каналов. В 2013-2017 гг. участник проекта М.И. Варенцов принимал активное участие в первой в России экспериментальной компании по изучению микроклимата арктических городов. М.И. Варенцов имеет большой опыт работы с многолетними рядами метеорологических наблюдений и их анализа для изучения микроклиматических и мезоклиматических особенностей урбанизированных территорий. Является опытным пользователем модели COSMO-CLM, использование которой предполагается в данном Проекте.