Способ расширенной оценки интегральной влажности атмосферы над океаном по измерениям спутниковых микроволновых радиометров

Авторы патента:

Заболотских Елизавета Валериановна (RU)

Владельцы патента RU 2572405:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный гидрометеорологический университет" (RU)

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для оценки интегральной влажности атмосферы над океаном. Сущность: получают значения радиояркостных температур по четырем радиометрическим каналам, имеющим частоты 18,7 ГГц и 36,5ГГц горизонтальной поляризации и 23,8 ГГц вертикальной и горизонтальной поляризаций. Вычисляют значения интегральной влажности с использованием зависимости, учитывающей значения радиояркостной температуры и коэффициентов настроенной Нейронной Сети. При этом численные значения упомянутых коэффициентов настроенной Нейронной Сети получают математическим моделированием уходящего излучения системы Океан - Атмосфера и проведением численного эксперимента с использованием Нейронных Сетей в качестве оператора решения обратной задачи с последующей настройкой способа на совмещенных в пространстве и во времени глобальных спутниковых и наземных измерениях. Технический результат: повышение точности оценки, расширение диапазона условий применения.

Настоящее изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для получения полей интегральной влажности (влагозапаса) атмосферы в оперативном режиме над открытыми районами океанов. Полученные поля влагозапаса могут быть использованы при мониторинге состояния атмосферы, детектировании и прогнозе эволюции опасных атмосферных погодных явлений. Особенностью предложенного способа расширенной оценки влагозапаса атмосферы по данным спутниковых микроволновых радиометров является возможность получения оценок в условиях облачности и в существенно более широком диапазоне погодных условий (облачность с водозапасом, превышающим 0.5 кг/м², экстремальные ветра со скоростями, превышающими 20 м/с), чем это было возможно ранее при сохранении точности.

Известен метод, описанный в Wentz, F.J., and Т. Meissner (2000), Algorithm Theoretical Basis Document (ATBD), Version 2, AMSR Ocean Algorithm, RSS Tech. Proposal 121599A-1, Remote Sensing Systems, 74 стр.

Метод заключается в вычислении массивов радиояркостных температур на каналах радиометра AMSR-E для большого набора параметров системы Океан - Атмосфера, и поиска (путем перебора) того набора параметров, включая интегральную влажность атмосферы, который обеспечит минимальную разницу между измеренными и модельными значениями радиояркостных температур. Данный метод используется для получения интегральной влажности атмосферы в оперативном центре обработки данных США Remote Sensing Systems (RSS). В данном методе используется другая геофизическая модель при вычислениях радиояркостных температур радиометра AMSR-E, и другой способ решения обратной задачи, отличный от Нейронных Сетей.

Недостатком данного метода являются а) более низкая точность, по сравнению с предлагаемым способом, и б) ограниченный диапазон погодных условий, в которых применим способ.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявленному техническому решению (прототипом) является способ улучшенной оценки интегральной влажности атмосферы над океаном по измерениям спутниковых микроволновых радиометров (заявка на патент №2013120820 от 30.04.2013).

Способ заключается в вычислении значения интегральной влажности атмосферы (Q) по данным измерений японского радиометра Advanced Microwave Sounding Radiometer - Earth Observing Systems (AMSR-E) на спутнике Aqua с использованием Нейронно-Сетевой функции, настроенной на основании проведения численного эксперимента с использованием Нейронных Сетей в качестве оператора решения обратной задачи с последующей настройкой способа на совмещенных в пространстве и во времени спутниковых и наземных измерениях. Данный способ позволяет получать высокие точности восстановления интегральной влажности воздуха Q в диапазоне условий, характеризующихся отсутствием осадков, облачности с водозапасом, превышающим 0.5 кг/м², и скоростей ветра, превышающих 20 м/с.

Недостатками прототипа являются: а) использование устаревшей модели излучения океана при моделировании радиояркостных температур, не применимой в условиях сильных ветров, б) устаревший метод фильтрации осадков, основанный на использовании поляризационной разницы в измерениях на 37 ГГц в качестве критерия для маскирования. В результате, область применения прототипа существенно заужена по сравнению с предлагаемым методом, эффективно работающим в условиях экстремальных ветров. Кроме того, прототип работает с данными измерений уже не функционирующего микроволнового радиометра AMSR-E (прекратил работу в октябре 2011 года), поэтому не применим в оперативной практике.

Целью настоящего изобретения является создание нового способа оценки интегральной влажности (влагозапаса) атмосферы (Q) по данным недавно запущенного японского спутникового микроволнового радиометра Advanced Microwave Scanning Radiometer 2 (AMSR2) на борту спутника GCOM-W1 (на орбите с 18 мая 2012 года), работающего в расширенном диапазоне погодных условий (расширенная оценка интегральной влажности). Данные измерений AMSR2 свободно распространяются в оперативном режиме, поэтому наличие эффективных способов преобразования этих данных в геофизические параметры открывает новые возможности для центров прогноза погоды, научно-исследовательских институтов, гидрометеорологических служб.

Способ расширенной оценки интегральной влажности атмосферы Q по измерениям спутниковых микроволновых радиометров заключается в получении значений радиояркостных температур (Т_я) по четырем радиометрическим каналам К и Ка-диапазона электромагнитного спектра и вычислении значений влагозапаса атмосферы с использованием зависимости, учитывающей значение радиояркостной температуры (Т_я) и коэффициентов предварительно настроенной Нейронной Сети (в прототипе используется дополнительный канал измерений в Х-диапазоне, ухудшающий пространственное разрешение результирующих полей влагозапаса). Используемые радиометрические каналы имеют следующие частоты и поляризационные режимы: υ₁=18.7 ГГц горизонтальной поляризации, υ₂=23.8 ГГц горизонтальной поляризации, υ₃=23.8 ГГц вертикальной поляризации и υ₄=36.5 ГГц горизонтальной поляризации. Способ основан на использовании численного эксперимента, заключающегося в последовательном решении прямой и обратной задач переноса микроволнового излучения. При решении прямой задачи - математическом моделировании радиояркостной температуры уходящего излучения системы Океан - Атмосфера Т_я - использовались современные, уточненные (по сравнению с прототипом) модели поглощения микроволнового излучения молекулярными газами и жидкокапельной влагой в облаках и осадках [2; 3] и новая модель зависимости излучения океана от скорости приводного ветра [1], эффективная в условиях экстремально высоких ветров. При решении обратной задачи в качестве оператора решения использовались Нейронные Сети. Численные значения коэффициентов настроенной Нейронной Сети, входящих в зависимость для способа оценки интегральной влажности атмосферы корректировались с использованием совмещенных в пространстве и во времени спутниковых радиометрических данных и наземных измерениях влажности атмосферы. Одновременно, на основе данного численного эксперимента, настраивалась Нейронная Сеть для оценки интегрального поглощения в атмосфере, пороговое значение которого служит в данном способе критерием для фильтрации мощной облачности и осадков.

Главными отличительными признаками нового способа расширенной оценки интегральной влажности атмосферы являются использование при решении прямой задачи новой модели зависимости излучения океана от скорости приводного ветра, основанной на интегрировании огромного количества контактных измерений скорости ветра и спутниковых радиометрических измерений, и новый подход к фильтрации мощной облачности и осадков. Данный способ позволяет получать высокие точности восстановления влагозапаса атмосферы над открытыми районами океанов в широком диапазоне атмосферных и океанических условий (облачность с водозапасом, превышающим 0.5 кг/м², экстремальные ветра со скоростями, превышающими 20 м/с), исключая осадки и мощную облачность с водозапасом, превышающим 1 кг/м². По сравнению с прототипом, который восстанавливает значения Q в условиях, характеризующихся отсутствием высоких значений скорости приводного ветра, диапазон условий применения заявленного способа существенно шире. При фильтрации пикселей оптически плотных атмосфер в данном способе применяется независимо оцениваемое интегральное атмосферное поглощение. Данный метод фильтрации позволяет не отбрасывать при применении способа области, характеризующиеся сильными (выше 20 м/с) ветрами. Для данных областей характерны низкие значения поляризационной разницы в измерениях на 37 ГГц, использовавшейся в качестве критерия идентификации осадков в прототипе. Поэтому применение прототипа приводило к маскированию данных областей и недополучению информации в районах экстремальных ветров.

Таким образом, в отличие от аналога и прототипа, данный способ позволяет оценивать интегральную влажность атмосферы с высокой точностью в более широком диапазоне природных условий, включая сильные (выше 20 м/с) ветра.

Поставленная цель оценки интегральной влажности атмосферы может быть достигнута следующим образом:

1) Данные AMSR2 распаковываются из научного формата hdf, извлекаются радиояркостные температуры на каналах 18.7 и 36.5 ГГц горизонтальной поляризации, и 23.8 ГГц горизонтальной (Г) и вертикальной (В) поляризации

2) К извлеченным радиояркостным температурам добавляются калибровочные поправки:

Τ₁=Τ₁-2.8;

T₂=T₂-3.0;

Т₃=Т₃-3.0;

Т₄=Т₄-1.8;

3) интегральная влажность атмосферы (влагозапас) Q вычисляется по следующей формуле:

где:

Q - Интегральная влажность атмосферы в кг/м²;

Q₀ - нормировочный показатель настроенной Нейронной Сети в кг/м²;

ω_0,1,2(W,B) - весовые коэффициенты (W) смещения (В) на входящем (0), скрытом (1) и выходящем (2) уровнях;

n - номер обрабатывающего нейрона n=1,…5;

Τ_1,2,3,4 - радиояркостные температуры в радиометрических каналах 1,2,3,4;

i - номера каналов радиометра, измерения в которых используются в расчетах.

4) С использованием измерений в радиометрических каналах AMSR2 на 10.65,18.7 и 23.4 ГГц для каждого пикселя оценивается величина интегрального поглощения в атмосфере τ [4]. Способ оценки интегрального поглощения, описанный в данной публикации, планируется к патентованию. Используется пороговое значение τ=0.06, все пиксели с τ>0.06, маскируются (т.н. «погодный фильтр»).

Нижеприведенные комбинации частот и режимов поляризации радиометрических каналов (υ₁, υ₂, υ₃, υ₄) и коэффициенты настроенной Нейронной Сети (Q₀, ω_0,1,2(W,B)) определены с помощью математического моделирования уходящего излучения системы Океан - Атмосфера и проведения численного эксперимента с использованием Нейронных Сетей в качестве оператора решения обратной задачи с последующей настройкой способа на совмещенных в пространстве и во времени глобальных спутниковых и наземных измерений:

υ₁=18.7 ГГц горизонтальной поляризации;

υ₂=23.8 ГГц горизонтальной поляризации;

υ₃=23.8 ГГц вертикальной поляризации;

υ₄=36.5 ГГц горизонтальной поляризации;

Q₀=33.4 кг/м²;

ω_0W11=0.00585234 ω_0W21=-0.02950359 ω_0W31=0.01680031 ω_0W41=0.00452675

ω_0W12=-0.01615210 ω_0W22=0.01551236 ω_0W32=0.01974712 ω_0W42=-0.02141725

ω_0W13=-0.00269150 ω_0W23=0.01072907 ω_0W33=-0.00184769 ω_0W43=-0.00202167

ω_0W14=-0.00618935 ω_0W24=-0.01041266 ω_0W34=0.00949005 ω_0W44=-0.00242353

ω_0W15=-0.00775691 ω_0W25=-0.00537835 ω_0W34=-0.01876238 ω_0W44=-0.00998448

ω_0B1=-0.25583030 ω_0B2=0.99981270 ω_0B3=-1.00000000 ω_0B4=-0.34716470 ω_0B5=-0.00344541

ω_1W1=0.20039140 ω_1W2=0.58231070 ω_1W3=1.00000000 ω_1W4=0.10145760 ω_1W5=0.49267980

ω_1B=0.00908684

ω_2W=3.73103000

ω_2B=1.60871000

Разработанное техническое решение позволяет восстанавливать поля интегральной влажности атмосферы над открытыми районами океана по всему Земному шару в широком диапазоне изменений параметров атмосферы и океана, в том числе в условиях, характеризующихся облачностью и экстремальными ветрами. Использование предложенного способа позволяет расширить диапазон атмосферных и океанических условий по сравнению с имеющимися способами, оставаясь в рамках точности, предъявляемой к измерениям данного параметра океана Всемирной Метеорологической Организацией.

Источники информации

1. Meissner Т., Wentz F.J. The emissivity of the ocean surface between 6 and 90 GHz over a large range of wind speeds and earth incidence angles // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2012. T. 50. №8. C. 3004-3026.

2. Tretyakov M.Y. и др. 60-GHz oxygen band: precise broadening and central frequencies of fine-structure lines, absolute absorption profile at atmospheric pressure, and revision of mixing coefficients // J. Mol. Spectrosc. 2005. T. 231. №1. C. 1-14.

3. Turner D.D. и др. Modifications to the water vapor continuum in the microwave suggested by ground-based 150-GHz observations // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. Lett. 2009. T. 47. №10. C. 3326-3337.

4. Zabolotskikh E.V., Mitnik L.M., Chapron B. New approach for severe marine weather study using satellite passive microwave sensing // Geophys. Res. Lett. 2013. T. 40. №13. C. 3347-3350.

Способ расширенной оценки интегральной влажности атмосферы над океаном по измерениям спутниковых микроволновых радиометров путем получения значений радиояркостных температур (Т_я) по радиометрическим каналам и вычисления значения интегральной влажности (Q) с использованием зависимости, учитывающей значение радиояркостной температуры (Т_я) и коэффициентов настроенной Нейронной Сети, численные значения которых получены путем математического моделирования уходящего излучения системы Океан - Атмосфера и проведения численного эксперимента с использованием Нейронных Сетей в качестве оператора решения обратной задачи с последующей настройкой способа на совмещенных в пространстве и во времени спутниковых и наземных измерениях, отличающийся тем, что используют четыре радиометрических канала, которые имеют частоты υ₁=18.7 ГГц горизонтальной поляризации, υ₂=23.8 ГГц горизонтальной поляризации, υ₃=23.8 ГГц вертикальной поляризации и υ₄=36.5 ГГц горизонтальной поляризации, при моделировании излучения применяют новую модель зависимости излучения океана от скорости ветра, эффективную при ураганных ветрах, позволяющую адекватно воспроизводить измеряемые радиояркостные температуры в штормовых погодных условиях, используют новый подход к фильтрации оптически плотных атмосфер, заключающийся в оценке на основании радиометрических измерений интегрального атмосферного поглощения τ на частоте 10.65 ГГц и маскировании пикселей с пороговым значением τ>0.06, что позволяет получать более высокие, по сравнению с существующими, точности восстановления интегральной влажности воздуха Q над открытыми районами океана в расширенном диапазоне состояний океана и атмосферы, включая экстремальные явления погоды (полярные и внетропические циклоны, тропические ураганы).

Изобретение относится к области океанологии и может быть использовано для получения полей температуры океана в оперативном режиме. Заявлен способ оценки температуры поверхности океана по измерениям спутниковых микроволновых радиометров путем получения значений радиояркостных температур (Тя) по радиометрическим каналам и вычисления значения температуры поверхности океана (Ts) с использованием зависимости, учитывающей значение радиояркостных температур и коэффициентов настроенной Нейронной Сети.

Способ специализированного гидрометеорологического прогнозирования для обеспечения безопасности железнодорожного транспорта // 2569486

Изобретение относится к способам специализированного гидрометеорологического прогнозирования и может быть использовано для прогнозирования температуры рельса.

Способ оценки высот изотерм в конвективной облачности // 2566378

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для определения высот изотерм в мощных конвективных облаках. Сущность: измеряют наименьшую радиационную температуру теплового излучения, уходящего от верхних участков облачного покрова, температуру воздуха у поверхности Земли, соответствующую этому же району, приземное атмосферное давление и высоту нижней границы облачности.

Система предупреждения о слепящем воздейстии низко расположенного солнца на экипаж воздушного судна при посадке // 2565805

Изобретение относится к метеорологическому приборостроению и может быть использовано для предупреждения экипажа воздушного суда (ВС) о слепящем воздействии низко расположенного над горизонтом солнца при посадке.

Способ обнаружения радиационного загрязнения // 2561305

Изобретение относится к дистанционным способам радиационных исследований и может быть использовано для выявления радиационных загрязнений поверхности Земли. Сущность: на основе анализа излучений в инфракрасном диапазоне частот 8-14 мкм создают карты распределения латентного тепла в атмосфере.

Способ определения и построения пространственного распределения океанографических характеристик и система для его реализации // 2559338

Изобретение может быть использовано для определения океанографических характеристик и выявления их пространственного распределения. Сущность: система включает подспутниковые (судовые) и спутниковые средства измерений океанографических характеристик.

Дифференциальный способ определения вертикального профиля концентрации газов в атмосфере // 2557335

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для определения вертикального профиля концентрации различных газов в атмосфере. Сущность: измеряют собственное излучение атмосферы и фона на некотором наборе частот в окрестности линии поглощения измеряемого газа.

Способ определения и построения пространственного распределения океанографических характеристик и система определения и построения пространственного распределения океанографических характеристик // 2556289

Способ обнаружения опасного радиоактивного загрязнения местности // 2549610

Изобретение относится к области воздушного радиационного мониторинга. Сущность: получают изображения участков в диапазоне видимых длин волн, а также в диапазоне длин волн флуоресценции атмосферного азота под воздействием ионизирующих излучений с помощью матричных фоточувствительных детекторов.

Способ определения высот изотерм в конвективных облаках // 2549535

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для определения высот изотерм в мощных конвективных облаках. Сущность: измеряют наименьшую радиационную температуру () теплового излучения, уходящего от верхних участков облачного покрова, а также температуру воздуха у поверхности Земли, соответствующую этому же району.

Способ определения объема выбросов в атмосферу от природных пожаров // 2578515

Изобретение относится к области дистанционного мониторинга природной среды и касается способа определения объема выбросов в атмосферу от природных пожаров. Способ включает синхронную съемку поверхности установленными на космическом носителе цифровой видеокамерой и гиперспектрометром, выделение методами пространственного дифференцирования функции яркости видеоизображения контура пожара, калибровку яркости пикселей внутри контура, расчет по измерениям гиперспектрометра концентрации вредных выбросов от пожара по эталонному затуханию дважды прошедшего атмосферу светового луча в полосе поглощения кислорода 761…767 нм и его затуханию в видимом диапазоне. Объем выбросов определяется из соотношения V=mΣ·S·H·A, где mΣ - средняя концентрация вредных выбросов от пожара, S - площадь контура пожара, Н - высота источника выбросов (древостоя), А - метеорологический коэффициент высотной температурной стратификации атмосферы. Технический результат заключается в обеспечении возможности количественного определения объема выбросов. 8 ил., 1 табл.

Способ определения когерентных турбулентных структур приземной атмосферы // 2579358

Изобретение относится к области физики атмосферы и атмосферного электричества и может быть использовано для обнаружения когерентных турбулентных структур приземной атмосферы и определения их пространственно-временных масштабов. Сущность: проводят синхронную регистрацию сигналов аэроэлектрических турбулентных пульсаций в нескольких точках, разнесенных в линию на фиксированные расстояния, с заданным временным разрешением над земной поверхностью на фиксированной высоте. Измеряют горизонтальную скорость воздушного потока с последующим определением ее среднего значения за время измерения. Строят усредненную структурную функцию аэроэлектрических турбулентных пульсаций и кривую ее аппроксимации. Выявляют когерентные турбулентные структуры приземной атмосферы по наличию уровня постоянных значений структурной функции. Измеряют временной интервал регистрации сигналов аэроэлектрических турбулентных пульсаций, соответствующих когерентным турбулентным структурам приземной атмосферы. Определяют высоту когерентных турбулентных структур приземной атмосферы по горизонтальной координате точки пересечения уровня постоянных значений и кривой аппроксимации усредненной структурной функции. Определяют ширину когерентных турбулентных структур приземной атмосферы как произведение среднего значения горизонтальной скорости воздушного потока на временной интервал регистрации сигналов аэроэлектрических турбулентных пульсаций. Технический результат: повышение точности определения когерентных турбулентных структур атмосферного пограничного слоя. 3 ил.

Способ идентификации поверхности морских течений по ко-поляризационным спутниковым радиолокационным изображениям // 2581395

Изобретение относится к области океанографии и может быть использовано для определения характеристик поверхностных морских течений. Сущность: двухполяризационные радиолокационные изображения трансформируют в два новых изображения, которые несут информацию о спектре коротких Брэгговских волн и обрушений ветровых волн. Посредством совместной обработки полученных изображений определяют величину дивергенции течений, а также ее продольный и поперечный размеры. Технический результат: возможность определения характеристик поверхностных морских течений в любой точке Мирового океана при любых освещенности и облачности.

Способ дистанционного определения параметров электрических полей в атмосфере // 2581419

Изобретение относится к способам исследований атмосферных электрических полей. Сущность: осуществляют мониторинг характеристик рассеянного атмосферой поляризованного солнечного света в плоскости, нормальной к вектору, ориентированному от контролируемой области пространства в направлении на Солнце. Сравнивают характеристики поляризованного света, регистрируемые аппаратурой мониторинга в двух взаимно ортогональных плоскостях. Причем мониторинг осуществляют с платформы наведения, установленной на борту высотного летательного аппарата или естественного спутника планеты. В процессе мониторинга для разных моментов времени синхронно вычисляют параметры двух векторов: вектора, ориентированного от контролируемой области пространства, в том числе над облаками, в направлении на Солнце, и вектора, ориентированного от аппаратуры мониторинга в направлении на контролируемую область пространства. Ориентируют аппаратуру мониторинга по вектору, ориентированному в направлении на контролируемую область пространства. Осуществляют мониторинг характеристик рассеянного атмосферой поляризованного солнечного света в периоды, когда угол между синхронно вычисленными векторами находится в пределах не менее 45° и не более 135°. Технический результат: повышение оперативности, расширение функциональных возможностей. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ прогноза штормовых подъемов уровня воды // 2583063

Изобретение относится к области гидрометеорологии и может быть использовано для прогнозирования штормовых подъемов уровней воды или наводнений. Сущность: создают архив наводнений (дата-уровень) за максимально возможный период. Создают архив полей приземного атмосферного давления по срочным данным (за два срока) в районе формирования штормовых циклонов над морским устьевым участком реки. Рассчитывают повторяемость наводнений по всем месяцам года. По величине повторяемости наводнений выделяют “наводненческий период” (повторяемость больше 1%) и “ненаводненческий период” года. Для месяцев, вошедших в “ненаводненческий период”, наводнения считаются маловероятным событием, поэтому автоматически делают вывод о ненаступлении “наводненческой ситуации”. Для каждого месяца “наводненческого периода” определяют эмпирические ортогональные функции (ЭОФ) по всему архиву срочных наблюдений полей приземного атмосферного давления. Затем для каждого месяца “наводненческого периода” рассчитывают эмпирические ортогональные составляющие (ЭОС). Выделяют диапазон трех первых ЭОС от минимального до максимального значения для дат наводнений каждого месяца “наводненческого периода”, формируют эталонную область ЭОС для каждого месяца. После этого по результатам оперативного гидродинамического прогноза поля приземного атмосферного давления рассчитывают ЭОС по ранее созданным ЭОФ для данного месяца. Определяют принадлежность ЭОС прогностического поля к эталонной области ЭОС наводнений прогнозируемого месяца. Делают вывод о наступлении/ненаступлении на анализируемый прогностический срок “наводненческой ситуации”. При анализе прогностического срока “наводненческой ситуации” рассчитывают число штормов с заданной непрерывной продолжительностью для заданной доверительной вероятности штормовых условий. Выявляют промежуток времени, в пределах которого скорость ветра позволяет выполнить безопасный переход судна. Определяют пространственное распределение фазы колебаний акватории по измерениям высоты уровня моря посредством альтиметрических спутников. Выделяют приливные и сейшевые колебания уровня моря. Технический результат: расширение функциональных возможностей. 8 ил.

Система освещения ледовой обстановки и предотвращения воздействия ледовых образований на морские объекты хозяйственной деятельности // 2583234

Изобретение относится к системам освещения ледовой обстановки и предотвращения воздействия ледовых образований на морские объекты хозяйственной деятельности. Сущность: система включает средства мониторинга гидрометеорологической обстановки в регионе размещения морских объектов хозяйственной деятельности, средства определения характеристик ледовых образований, средства защиты от воздействия ледовых образований, средства отображения ледовых образований, систему контроля состояния кессона, командно-управляющий комплекс, соединенный со средствами мониторинга гидрометеорологической обстановки, средствами определения характеристик ледовых образований и средствами защиты от воздействия ледовых образований. Причем средства защиты от воздействия ледовых образований выполнены способными выдерживать нагрузку, сравнимую с критической нагрузкой, возникающей при ударе ледяного массива. Система контроля состояния кессона включает датчик деформации для измерения ледовых нагрузок на кессон, инклинометр для измерения наклонов кессона, грунтовой динамометр для измерения нагрузки на грунт, преобразователь давления (пьезометр) для измерения и оценки возможного повышения избыточного давления в грунтах от динамических горизонтальных нагрузок. Средства защиты от воздействия ледовых образований выполнены в виде подводных и надводных модулей. При этом подводные модули снабжены холодильными агрегатами. Надводные модули выполнены в виде выдвижных конструкций и беспилотных летательных аппаратов, снабженных устройствами автоматического дозирования химических реагентов, наносимых на ледовое образование, в виде карбида кальция. Технический результат: повышение надежности защиты морских объектов хозяйственной деятельности в периоды льдообразования, дрейфа и торошения ледяных полей, расположенных в условиях как мелкого, так и глубокого морей. 2 з.п. ф-лы.

Способ вскрытия фумарол на марсе // 2585811

Изобретение относится к сфере космических исследований и технологий и может быть использовано для изучения вулканического состояния Марса. На Марсе осуществляют вскрытие бурением закупоренных фумарол. С помощью газоаналитической и/или видеоаппаратуры устанавливают наличие или отсутствие струи истечения фумарольных газов. Обеспечивается исследование ресурсов Марса в аспекте возможности увеличения массы и объема его атмосферы за счет фумарольных газов.

Способ локального увеличения встречного теплового излучения атмосферы марса // 2586902

Изобретение относится к сфере космических исследований. Осуществляют распыление водяного пара в атмосфере Марса. Водяной пар получают нагреванием из водяного льда сезонно убывающих полярных шапок Марса. Обеспечивается локальное увеличение встречного теплового излучения атмосферы Марса.

Способ определения индекса состояния атмосферы для антропогенных источников загрязнения // 2586939

Изобретение относится к области экологии, а именно к дистанционным методам мониторинга природных сред и к санитарно-эпидемиологическому контролю промышленных регионов. Способ включает измерение спектра падающего светового потока, прошедшего толщу атмосферы, фотометрами глобальной сети наблюдений «AERONET» с одновременным синхронным зондированием территории региона бортовым гиперспектрометром с возможностью получения изображения в любом спектральном канале видимого диапазона, совместную обработку регистрируемых сигналов фотометра и орбитальных средств, определение индекса состояния атмосферы q∑ по регрессионной зависимости: q∑=1,2(λ/λэт)1,5·(Wэт/W)2,6, где λ/λэт - относительное изменение средневзвешенной длины волны солнечного потока, регистрируемого фотометрами сети «AERONET», по отношению к средневзвешенной длине волны (λэт) эталонного, по Планку, солнечного потока; Wэт/W - относительное затухание светового потока, вычисляемое по сигналу, регистрируемому бортовым гиперспектрометром. Изобретение позволяет разделить эффекты взаимодействия светового потока с атмосферой и подстилающей поверхностью и, как следствие, повысить точность определения индекса состояния. 8 ил.

Устройство для определения общего балла облачности на основе прямых цифровых широкоугольных снимков видимой полусферы неба // 2589463

Изобретение относится к устройствам для распознавания количества облачности по пространственно-временной структуре излучения в видимой области и может быть использовано при морских наблюдениях общего балла облачности видимой полусферы неба. Устройство для определения общего балла облачности содержит систему регистрации данных в виде цифровой камеры с широкоугольным объективом, блока контроля положения системы регистрации, включающий трехосевой датчик ускорения свободного падения, трехосевой датчик вращения и датчик географического положения, блок управления регистрацией и обработки данных. Блок управления регистрацией данных связан цифровыми линиями связи с системой регистрации данных и с блоком контроля положения, последние жестко соединены между собой с образованием единой установки наружного монтажа. Цифровая камера закреплена на корпусе блока контроля положения системы регистрации, который выполнен в виде мини-компьютера в компактном ударопрочном пыле-влагозащищенном корпусе, а цифровые линии выполнены в виде единого кабеля. Технический результат - повышение достоверности, объективности и точности определения общего балла облачности, и возможность регистрации видимой пространственной структуры облачности в цифровом формате. 7 з.п. ф-лы, 15 ил.