6. Основные направления использования космической метеорологической информации системой Росгидромета.

Внедрение в оперативную работу Росгидромета суперкомпьютера CRAY (в Гидрометцентре России), современных ПЭВМ и рабочих станций создало возможности усвоения большого объема цифровой спутниковой информации. Гидродинамические прогностические модели в качестве исходных данных используют наряду с данными гидрометеорологической сети наблюдений информацию ИСЗ. Над акваториями океанов спутники — основной и часто единственный источник информации. Такая же картина –– в ряде районов на материках (Сибирь, приполярные районы). Глобальные данные ТВЗА (по информации ИСЗ NOAA), данные о ветре с геостационарных ИСЗ, поступающие в базу данных Гидрометцентра России, усваиваются в схемах объективного анализа полей метеоэлементов.

В целом, основные направления использования спутниковой информации в системе Росгидромета следующие:

–оперативное гидрометеобеспечение, включая подготовку гидрометеорологических прогнозов различных масштабов и заблаговременности;

– обнаружение опасных и стихийных гидрометеорологических явлений;

– мониторинг ледовой обстановки в арктических и антарктических морях;

– мониторинг климата, окружающей среды и глобальных изменений.

Приоритет в настоящее время имеют задачи оперативного гидрометобеспечения.

Приведем краткий перечень применений спутниковой метеорологической информации. Монтажи и отдельные снимки с ИСЗ «NOAA», «Метеор» используются для уточнения положения фронтальных разделов и при прогнозе их перемещения по территории России и Европы, уточнения суточных прогнозов погоды для Центрального района России. Монтажи с ИСЗ «Метеор», а также снимки с ИСЗ METEOSAT, GOES, GMS применяются для уточнения положения фронтальных разделов, внутритропической зоны конвергенции и положения тропических циклонов на неосвещенной акватории мирового океана. Спутниковые данные привлекаются при составлении и уточнении прогноза стихийных гидрометеорологтческих явлений по отдельному пункту (сильных дождей, снегопадов и метелей), определении зон туманов, обширных зон повышенной конвекции, зон штормовых ветров. Карты-схемы снежного покрова по территории России (суточные и декадные), составленные на основе снимков с ИСЗ «Метеор» и «NOAA», используются при уточнении прогноза схода снежного покрова.

7.Система сбора и распространения информации с исз.

Наземный комплекс Росгидромета осуществляет прием, обработку и распространение данных, получаемых со всех российских космических аппаратов (КА) типа «Ресурс-01», «Океан-01», «Океан-О», «Метеор», «Электро» и ряда зарубежных КА типа NOAA, Метеоsат, GMS. Имеется техническая возможность приема данных французского КА SPOT.

Первоочередной целью функционирования наземного комплекса приема, обработки и распространения спутниковой информации (НКПОР) является обеспечение государственных органов управления, организаций федеральных министерств и ведомств (Росгидромета, МЧС) всей доступной информацией, полученной с помощью российских и зарубежных оперативных спутниковых систем, необходимой для решения государственных задач (гидрометеорологическое обеспечение, мониторинг чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, мониторинг состояния окружающей среды).

Основу НКПОР Росгидромета составляет система трех крупных центров приема — научно-исследовательский центр космической гидрометеорологии (НИЦ) «Планета» (с пунктами приема в городах Москве, Обнинске и Долгопрудном), Западно-Сибирский (ЗС) региональный центр приема и обработки данных (РЦПОД) (г. Новосибирск) и Дальневосточный (ДВ) РЦПОД (г. Хабаровск), обеспечивающих получение спутниковой информации по всей территории России. В состав НКПОР Росгидромета входит также сеть автономных пунктов приема информации — АППИ (60 пунктов приема, функционирующих под научно-методическим руководством и оперативным управлением НИЦ «Планета»), которые в режиме непосредственной передачи с КА «Метеор», NOAA, «Океан», «Ресурс» могут принимать данные пониженного разрешения в диапазоне 137 МГц. Такие АППИ установлены на всех крупных аэродромах, в областных бюро погоды и в подразделениях Минобороны, что позволяет оперативно получать данные ДЗЗ и использовать в синоптической оценке метеообстановки.

Важным фактором, определяющим возможность функционирования и развития центров и пунктов приема сети НКПОР, является проблема помеховой обстановки в районах расположения станций приема. Радиотехнические комплексы систем сотовой связи, аэродромных служб и другие создают существенные проблемы для работы ряда пунктов приема спутниковой информации (прежде всего для малых станций). Крупные центры приема Росгидромета регулярно выполняют работы по защите радиочастот, что позволяет вести уверенный прием спутниковых данных.

Возможности центров приема Росгидромета по приему данных оперативных спутниковых систем ДЗ существенно отличаются и определяются степенью технической оснащенности. Наилучшей технической оснащенностью обладают подразделения НИЦ «Планета».

НИЦ «Планета» является единственной организацией в России, практически выполняющей все основные функции НКПОР — планирование, прием, обработку, архивацию и доведение до потребителей информации российских и ряда зарубежных оперативных спутниковых систем.

Постоянные пользователи (оперативно-производственные подразделения Росгидромета) подключены к локальной сети НИЦ «Планета». Доведение информации до потребителей осуществляется по различным каналам связи (выделенные линии, оптоволоконные каналы), с использованием технологий INTERNET по автоматизированной системе передачи данных «Погода».

Аппаратно-программный комплекс (АПК) «Лиана». Станция «Лиана» предназначена для приема изображений Земли, передаваемых с полярно-орбитальных спутников серии NOAA в формате APT (Automatic Picture Transmission), в диапазоне 137 МГц. С некоторыми ограничениями возможен прием и с других ИСЗ, имеющих подобные форматы сброса (например, Метеор-3, Ресурс-01).

Аппаратно-программный комплекс «СканЭкс». Станция «СканЭкс» предназначена для приема и записи информации, передаваемой с полярно-орбитальных спутников серии NOAA в формате HRPT (High Resolution Picture Transmission) в диапазоне 1,7 ГГц.

Основную часть принимаемого потока составляют данные сканирующего радиометра AVHRR, который формирует изображения подстилающей поверхности в 5 спектральных диапазонах (от видимого до теплового инфракрасного), в полосе обзора шириной 3000 км, с пространственным разрешением в середине полосы 1,1 км.

Станция получает изображение окружающей ее территории 8–12 раз в сутки. Объем информации, получаемой за один сеанс связи, т.е. пока спутник проходит через зону видимости станции, может составлять до 80 МБ

В состав персональной станции приема входит аппаратное и программное обеспечение. Аппаратная часть состоит из антенной системы и блока преобразования информации. Программное обеспечение включает следующие приложения:

1) прием: обеспечивает управление комплексом при приеме и тестировании, расчет расписания прохождения спутников в заданном интервале времени, автоматический прием данных по расписанию, расчет траектории спутника для управления антенной, индикацию состояния антенны и потока данных в процессе приема, формирование файла принимаемых данных и запись его па жесткий диск, формирование растрового изображения одного из спектральных каналов и отображения его на дисплее в темпе приема;

2) просмотр: обеспечивает просмотр изображений в произвольном черно-белом, псевдоцветном или синтезиропанном цветном представлении, целочисленное масштабирование на стадиях загрузки отображения, плавное масштабирование при отображении, коррекцию яркости и контрастности, географическую привязку по орбитальным элементам, расчет гистограмм и поэлементную фотометрию, радиояркостную калибровку изображений, коррекцию привязки по реперным точкам в изображении, расчет абсолютных значений температуры поверхности воды и вегетационного индекса, автоматическое детектирование очагов пожаров по температурным признакам;

3) архивация: обеспечивает эффективную работу с большим количеством снимков и позволяет организовать запрос по дате и территории съемки;

4) геометрическая нормализация: обеспечивает трансформацию изображений в ряд географических проекций и экспорт их в формат Windows BMP.