Впервые в истории человечества ученые добились возможности непосредственно измерять высоту облаков и скорость ветра с одного спутника в любой точке поверхности Земли.

В выпуске Geophysical Research Letters за 1 августа профессор Роджер Дэйвис (Roger Davies) и его ассистент Эйкос Хорват (Akos Horvath) из Университета Аризоны (University of Arizona, Tucson) сообщили о первых результатах измерений со спутника NASA "Terra", обращающегося по полярной орбите на высоте 700 км. На спутнике установлен спектр-радиометр, собирающий информацию под многими углами зрения одновременно (Multi-angle Imaging SpectroRadiometer, MISR). По словам самих исследователей, результат превзошел все ожидания.

Измерения высоты облаков производятся с точностью до 400 метров, а скорость ветра измеряется с погрешностью до 3 метров в секунду в любой точке земного шара. Исследовательский спутник "Терра", на котором была успешно опробована полностью автоматизированная технология съемки сразу в нескольких направлениях, станет прототипом будущего спутника, предназначенного для сбора данных об атмосферных течениях в реальном времени. Особую ценность будет иметь возможность получения этой информации над поверхностью океанов, что способно заметно повысить качество прогнозов погоды.

До того, как "Терра" был выведен на околоземную орбиту в декабре 1999 года, наблюдения за облаками постоянно производились лишь с помощью геостационарных спутников, обращающихся над экватором и дающих наиболее четкие изображения для тропических областей. Как следствие, в приэкваториальных районах нашей планеты движения воздушных масс изучены значительно лучше, нежели в приполярных. В связи с тем, что геостационарные спутники замеряют отраженный солнечный свет только в одной точке, для измерения границ образования облаков необходимо сразу несколько спутников. В противном случае исследователям пришлось бы проводить оценки этого параметра исходя из предполагаемых значений температуры или применять иные косвенные методики.

С помощью нового спектр-радиометра можно получать стереоизображения облаков. Девять объективов собирают отраженный солнечный свет в четырех цветах с девяти различных направлений, покрывая участок земной поверхности размером 380 км. На то, чтобы снять заданный объект со всех девяти углов, уходит семь минут. Для обработки данных учеными из Аризонского университета, Лаборатории реактивного движения NASA, и лондонского Университетского колледжа был создан алгоритм, позволяющий по отражению солнечного света с трех различных направлений определить скорость движения и высоту облаков. Одно из стереоизображений и приведено в качестве иллюстрации: извержение вулкана Этна можно увидеть в объеме, если у Вас есть специальные красно-зеленые очки для разглядывания анаглифов.

Поскольку спутнику "Терра" для покрытия всей земной поверхности требуется девять дней, он не вполне пригоден для повседневного прогнозирования погоды. Впоследствии, на оперативном метеоспутнике будет устанавливлен радиометр с бОльшим углом зрения. Возможно, однако, что более предпочтителен вариант запуска нескольких малых спутников, несущих по три камеры каждый и работающих в единственном цветовом канале.

С помощью этого радиометра проводятся также измерения доли солнечного излучения, отражаемого и рассеиваемого в космическое пространство. Величина эта крайне важна для описания глобального изменения климата и для выяснения характера влияния облаков и частиц в атмосфере на погоду. Помимо этого, измерение высоты границы облакообразования поможет определить характер глобального изменения климата.

Источник: медиа-релиз Лаборатории реактивного движения НАСА, (Jet Propulsion Laboratory, Pasadena).