Космические измерительные методы ИК теплового диапазона

Космические измерительные методы
ИК теплового диапазона
при мониторинге
потенциально опасных явлений и
объектов
В.И. Горный
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР
ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
E-mail: [email protected]
Видимый
Пропускание электромагнитных волн атмосферой Земли
СВЧ диапазон
Инфра-красный (ИК)
Пропускание
на 1км столба
Частота, Гц
Длина волны
Тепловой баланс земной поверхности
Закономерности суточной динамики температуры поверхности
Дистанционное определение теплового потока, тепловой инерции
и скорости испарения влаги с дневной поверхности
Исходные материалы:
* многократная тепловая
ИК аэро-космическая съемка;
* срочные данные метеонаблюдений;
Измеряемые характеристики:
* тепловой поток, Вт/м2;
* тепловая инерция, ЕТИ;
* скорость испарения, мм/сут.
Погрешности метода
По результатм повторных наблюдений
в марте и апреле 1998г ср. кв. ошибка
определения теплового потока
для одиночного пикселя составила:
s = 10 Вт/м2
Ошибки алгоритма:
Систематическая
Случайная -
s
ТП
ТИ
СИ
Вт/м2
ЕТИ
мм/сут
1.5
130
0.3
3.0
100
0.1
Современные космические системы сбора цифровой
измерительной информации ДЗЗ, использующие
ИК-тепловой диапазон
Спутник
Сканер
Спектральные
диапазоны
Кол.
каналов
NOAA
AVHRR
Terra
MODIS
Terra
ASTER
Landsat 7
ETM
Видимый (0.4-1.0 мкм)
БИК (1.0-2.5 мкм)
СИК (2.5-5.0 мкм)
ТИК (5.0-12.5 мкм)
Видимый (0.4-1.0 мкм)
БИК (1.0-2.5 мкм)
СИК (2.5-5.0 мкм)
ТИК (5.0-12.5 мкм)
Видимый (0.4-1.0 мкм)
БИК (1.0-2.5 мкм)
СИК (2.5-5.0 мкм)
ТИК (5.0-12.5 мкм)
Видимый (0.4-1.0 мкм)
БИК (1.0-2.5 мкм)
СИК (2.5-5.0 мкм)
ТИК (5.0-12.5 мкм)
2
1
1
2
16
4
6
10
3
6
5
4
2
1
Геометрическое
разрешение на
местности,
м
1100
1100
1100
1100
250 (1 и 2)
500 (3-7)
1000 (8-36)
Ширина полосы
съемки,
км
2700
Формат
регистраци
и данных,
бит
10
2330
12
13
30
90
30
30
60
60
12,
16-тепловые
каналы
185
8
Влияние атомных электростанций
на тепловой баланс Балтийского моря
Схема размещения атомных электростанций
на побережье Балтийского моря
Швеция
Карты температуры воды в районе АЭС Оскарсхамн
Финляндия
Карты температуры воды в районе АЭС Олькилуото
Российская Федерация
Карты температуры воды в районе Ленинградской АЭС
Сравнение теплоотдачи шлейфов АЭС и шлейфов рек,
впадающих в Балтику
Table 3
Thermal characteristics of NPP and natural plumes in the Baltic Sea
Area
Date
GMT
Object
Olkiluoto
Olkiluoto
Olkiluoto
Olkiluoto
September 1 1991
September 2 1991
May 28 1992
May 28 1992
12:35
2:30
3:15
3:15
NPP
NPP
NPP
Bredvik Gulf
Olkiluoto
Olkiluoto
May 30 1992
May 30 1992
2:55
2:55
Leningrad NPS
Leningrad NPS
Leningrad NPS
Leningrad NPS
Leningrad NPS
Leningrad NPS
Leningrad NPS
Leningrad NPS
Leningrad NPS
Forsmark
Forsmark
Forsmark
July 4 1991
October 8 1991
June 2 1992
May 24 1992
May 24 1992
May 24 1992
June 3 1992
June 3 1992
June 3 1992
Forsmark
Forsmark
May 28 1992
May 28 1992
3:15
3:15
Forsmark
Forsmark
May 30 1992
May 30 1992
2:55
2:55
Ringhals
Oskarhamn
Loviisa
Loviisa
September 2 1991
September 2 1991
May 28 1992
May 28 1992
2:30
2:30
3:15
3:15
Loviisa
Loviisa
May 30 1992
May 30 1992
2:55
2:55
Loviisa
Loviisa
June 3 1992
June 3 1992
2:05
2:05
14:10
12:08
12:15
2:25
2:25
2:25
2:05
2:05
2:05
September 1 1991 12:35
September 2 1991 2:30
September 2 1991 2:30
S (km2)
9.22
23.9
7.89
7
Q
± Q),
(MW)
qav
±(q)
(W/m2)
180 ± 70
1300 ± 250
54 ± 56
98 ± 49
19 ± 7
54 ± 11
6.9 ± 7.2
14 ± 7
NPP
13.4
Bredvik Gulf 4.91
230 ± 70
36 ± 25
17 ± 5
7.2 ± 5.1
NPP
NPP
NPP
NPP
Luga River
Narva River
NPP
Luga River
Narva River
NPP
NPP
Dalalven
River
NPP
Dalalven
River
NPP
Dalalven
River
NPP
NPP
NPP
KyuminYoki River
NPP
KyuminYoki River
NPP
KyuminYoki River
35.2
60.2
14.9
24.3
86.7
160
50.7
203
473
17.6
27.2
44.5
3400 ± 630
2100 ± 500
620 ± 120
340 ± 140
980 ± 700
2000 ± 1300
1600 ± 500
11000 ± 2200
13000 ± 4600
430 ± 110
1300 ± 290
270 ± 370
97 ± 18
35 ± 8
41 ± 8
14 ± 6
11 ± 8
12 ± 8
31 ± 9
54 ± 11
27 ± 10
25 ± 6
48 ± 11
6.1 ± 8.3
20
49.2
310 ± 160
350 ± 280
15 ± 8
7.1 ± 5.7
29.5
165
330 ± 140
1700 ± 800
11 ± 5
10 ± 5
3.56
25.3
5.94
25.5
57 ± 31
574 ± 225
48 ± 42
500 ± 180
16 ± 9
23 ± 9
8.1 ± 7.1
20 ± 7
13.2
95
210 ± 80
1030 ± 550
16 ± 6
11 ± 6
21.4
56
270 ± 240
740 ± 500
13 ± 11
13 ± 9
Космический мониторинг городских теплопотерь
Сравнение теплопотерь С-Петербурга и Хельсинки
Характеристика теплопотерь С-Петербурга и Хельсинки
Топливно-энергетический баланс Ленинградской области
Карта плотности теплового потока городов Ленинградской области
(по данным измерений со спутника NOAA(AVHRR))
Проект поддержан фондом
Дж. & К. Макартуров
Карта состояния лесов Всеволожского района
Ленинградской области (по данным повторных съемок спутником Landsat TM)