Khí tượng vệ tinh phần phần 7 pptx

90

a) Căn cứ vào đặc trưng bức xạ phản chiếu của ảnh thị phổ, bức xạ hồng

ngoại nhiệt của ảnh hồng ngoại và đặc trưng mây

Kỹ thuật đo lường mây đơn giản nhất là phương pháp giá trị ngưỡng, trong đó

nhiệt độ vật đen tương đương hay giá trị ngưỡng hệ số phản xạ phổ được chọn để phân

biệt một đối tượng là mây hay không phải mây trên các ảnh hồng ngoại và thị phổ.

Thông tin về nhiệt độ đỉnh mây thu được nhờ việc so sánh nhiệt độ chói với profile

nhiệt độ khí quyển quan trắc bằng vô tuyến thám không. Cách này thường cho độ cao

mây ước lượng thấp hơn thực tế. Sử dụng giá trị ngưỡng hệ số phản xạ thị phổ hay cận

hồng ngoại rất tốt cho việc xác định quang cảnh đại dương khi bầu trời quang mây,

nghĩa là không có tia mặt trời phản chiếu. Thí dụ ta có thể phân loại một pixel là mây

nếu hệ số phẩn chiếu tại một bước sóng thị phổ lớn hơn 8%.

Song rất nhiều các điều kiện của bề mặt làm cho vấn đề đặc trưng hoá này

không phù hợp, đặc biệt cần chú ý là trên tuyết và băng. Thêm vào đó, một số loại mây

như Cirrus, Stratus thấp và các mây Cumulus nhấp nhô là rất khó nhận biết vì thiếu sự

tương phản so với bức xạ bề mặt. Các rìa của mây hay xon khí cũng gây khó khăn

thêm cho việc phân biệt được có mây hoặc trời quang tuyệt đối.

b) Phương pháp đa phổ

Một cách khác là sử dụng tổ hợp 2 kênh. Thí dụ phương pháp chia tách cửa sổ,

sử dụng các quan trắc ở sát 11 và 12ỡm để nhận biết mây trên đại dương. Việc phân

loại mây được hoàn thiện bằng cách xem xét nhiệt độ vật đen ở 11ỡm và độ chói khác

nhau giữa 11 và 12ỡm. Cảnh trời quang mây có nhiệt độ ấm và sự khác nhau giữa các

nhiệt độ chói là âm, thường nhỏ hơn khoảng -10

. Một phương pháp kết hợp 2 kênh đơn

giản khác là sử dụng các quan trắc thị phổ và hồng ngoại. Trong phương pháp này hệ

số phản xạ thị phổ quan trắc được và nhiệt độ vật đen tương đương được tổ hợp trong

một dãy 2 chiều (2-D array), sau đó các quan trắc được phân loại dựa trên nhiệt độ và

độ chói tương đối của chúng. Thí dụ đại dương khi trời quang mây sẽ ấm và tối đen,

trong khi đó thì các mây đối lưu sẽ lạnh và sáng chói. Việc phân loại mây tự động

được thực hiện hoặc bằng gán các giá trị ngưỡng, hoặc bằng sử dụng các phương pháp

thống kê xác suất tối đa.

c) Phương pháp lát cắt CO2

Lát cắt CO2 được sử dụng để phân biệt các mây truyền xạ từ các mây không

trong suốt và trời quang, sử dụng các quan trắc đa phổ thám sát bức xạ hồng ngoại độ

phân giải cao. Với bức xạ xung quanh băng tần hấp thụ CO2 ở 15ỡm, mây ở các mực

khác nhau của khí quyển có thể được nhận biết. Bức xạ từ sát trung tâm của dải hấp

thụ chỉ nhậy cảm với các mực trên cao trong khi đó thì bức xạ từ các cánh (biên) của

dải tần (xa trung tâm của dải tần) lại thấy liên tục các lớp thấp hơn của khí quyển.

Thuật toán lát cắt CO2 xác định được cả hai lớp mây (và vì vậy cả nhiệt độ mây liên

quan) và tổng lượng mây từ các nguyên tắc truyền xạ. Điều đó đã được chỉ ra đặc biệt

hiệu quả đối với việc nhận biết mây Cirrus mỏng mà thường bị nhầm lẫn khi dùng

phương pháp cửa sổ hồng ngoại giản đơn và ảnh thị phổ.

3.5.3 Những điểm cơ bản về nhận biết mây dạng tích và dạng tầng

Mây được hình thành khi hơi nước bão hoà và ngưng kết thành các hạt nhỏ,

dưới 2 dạng thể lỏng hay thể rắn, đó là hạt nước và hạt băng (hay tuyết). Mây dạng

tầng (hay lớp) được tạo thành do những quá trình bình lưu, có chuyển động đi lên