Другие статьи

Цель нашей работы - изучение аминокислотного и минерального состава травы чертополоха поникшего
2010

Слово «этика» произошло от греческого «ethos», что в переводе означает обычай, нрав. Нравы и обычаи наших предков и составляли их нравственность, общепринятые нормы поведения.
2010

Артериальная гипертензия (АГ) является важнейшей медико-социальной проблемой. У 30% взрослого населения развитых стран мира определяется повышенный уровень артериального давления (АД) и у 12-15 % - наблюдается стойкая артериальная гипертензия
2010

Целью нашего исследования явилось определение эффективности применения препарата «Гинолакт» для лечения ВД у беременных.
2010

Целью нашего исследования явилось изучение эффективности и безопасности препарата лазолван 30мг у амбулаторных больных с ХОБЛ.
2010

Деформирующий остеоартроз (ДОА) в настоящее время является наиболее распространенным дегенеративно-дистрофическим заболеванием суставов, которым страдают не менее 20% населения земного шара.
2010

Целью работы явилась оценка анальгетической эффективности препарата Кетанов (кеторолак трометамин), у хирургических больных в послеоперационном периоде и возможности уменьшения использования наркотических анальгетиков.
2010

Для более объективного подтверждения мембранно-стабилизирующего влияния карбамезапина и ламиктала нами оценивались перекисная и механическая стойкости эритроцитов у больных эпилепсией
2010

Нами было проведено клинико-нейропсихологическое обследование 250 больных с ХИСФ (работающих в фосфорном производстве Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции)
2010


C использованием разработанных алгоритмов и моделей был произведен анализ ситуации в системе здравоохранения биогеохимической провинции. Рассчитаны интегрированные показатели здоровья
2010

Специфические особенности Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции связаны с производством фосфорных минеральных удобрений.
2010

Картография распределения полей серебристых облаков на фоне развития тропосферных процессов

Аннотация

Предлагается дальнейшее усовершенствование метода изучения влияния тропосферных процессов на формирование и эволюцию полей серебристых мезосферных облаков в области умеренных широт северного полушария Земли. В его основу положено построение и последующее изу чение синтетических карт, содержащих как результаты ежесуточных спутниковых обзоров глобального распределения полей мезосферных серебристых облаков, так и распределения и развития типичных процессов и явлений на уровне тропосферы.

Подробно представлен новый алгоритм обработки изображений и построения синтетических карт, нацеленный на повышение их информационной отдачи. Рассмотрены преимущества нового подхода на основе общего анализа спутниковых данных о глобальных полях серебристых облаков и метеокарт за сезоны 2016 и 2019 годов. Приведены примеры синтетических карт нового типа. В перспективе применение метода должно позволить уточнить характер влияния внутренних гравитационных волн, генериру емых в тропосфере на облакообразование, происходящее на высотах мезопау зы.

Введение

В течение достаточно длительного времени в Центре Астрофизических Исследований Северо-Казахстанского университета (ЦАИ СКУ) проводятся комплексные исследования серебристых облаков (как наблюдаемых с территории Северо-Казахстанской области, так и на основе анализа данных спутникового мониторинга), направленные на изучение возможной связи их возникновения с развитием процессов в подстилающем слое тропосферы.

В результате исследований, охватывающих временной интервал с 2007 по 2018 годы, показано наличие общей феноменологической связи появления полей серебристых облаков умеренных широт над Урало-Сибирским регионом с развитием таких крупномасштабных процессов как возникновение и движение циклонов и связанных с ними холодных фронтов, формированием окклюзий и грозовых очагов [1- 3]. На основании полученных выводов разработан и успешно применяется на практике метод локального прогнозирования появления MCO в контролируемой наземными наблюдениями области на основе прогностических (1-3 суточных) метеорологических карт.

Однако, при общей успешности такого подхода в нём имеются элементы субъективности. Она проявляется в том, что выводы о связи тропосферных и мезосферных явлений базируются на опытности исследователя и их проблематично представить в документальном виде явных численных показателей.

Методы исследования

Для устранения этого недостатка в ЦАИ СКУ был предложен метод построения и анализа синтетических карт, соединяющих на едином изображении как данные спутникового мониторинга полей серебристых облаков, так и картографических метеорологических прогнозов. Рассмотрим его сущность.

Одной из основ метода являются ежесуточные изображения полей MCO на фоне карты земной поверхности с центром в точке северного полюса, которые имеются в свободном доступе на сайте спутниковой миссии AIM (The Aeronomy of Ice in the Mesosphere) [4]. На них отражены координатная сетка и очертания крупнейших географических элементов (Рис. 1).

Кроме изображений, полученных спутником AIM, использовались синоптические метеорологические карты, на которых представлено распределение барических полей и развитие масштабных метеорологических явлений: циклонов, фронтов, окклюзий, грозовых очагов. Пример такой карты, представленной Северо- Казахстанским отделением Казгидромета, приведён на Рисунке 2.

Рисунок 2 Карта прогноза развития метеорологических процессов на 12 июня 2019 года

На основе совмещения этих двух типов карт, создавались так называемые синтетические карты. В процессе создания таких карт критерием качества являлось точное совмещение, лучше даже совпадение их географических координатных сеток и очертаний важнейших географических элементов земной поверхности.

Рабочий процесс включал ряд стадий. Так изображения глобальных полей MCO для повышения контраста переводились в монохромные (черно-белые). Синоптические карты, в свою очередь, трансформировались в негативный вид. При этом они подвергались изменению плотности изображения отображающего слоя до полупрозрачного состояния с сохранением информации, координатной сетки, побережья материков, островов, русел рек и озёр.

Результаты исследования

Пример такой синтетической карты, построенной по технологии прошлых лет приведён на рисунке 3. На масштабном изображении ситуации датируемой ночью с 5 на 6 июня 2015 года видно хорошее совпадение в расположении низкоширотных структур глобального поля MCO и системы активных образований, порождённых ярко выраженным циклоном [2]. А именно облачное поле над севером Центральной Сибири расположено близ центра циклона и связанной с ним системы фронтов. Южнее локальное поле облачности расположено в тылу холодного фронта в районе Норильска.

Обработка совокупности таких карт в принципе позволяет статистически изучить характер и особенности проявления тропосферно-мезосферных связей [2]. Однако, как было показано в ходе дальнейших исследований, определённые ограничения метода были обусловлены выбором цветовой гаммы карт.

Рисунок 3 Синтетическая карта взаимного расположения поля серебристых облаков (белое аморфное пространство в центре) и метеорологических элементов [2]

А именно слабовыраженные по яркости наиболее низкоширотные части облачного поля с трудом различались на чёрном фоне. Сущность коррекции цветовой гаммы продемонстрирован на Рисунке 4 на примере карты, построенной на ту же дату, по новой методике [3].

Рисунок 4 Карта на ту же дату, построенная по новой методике [3]

В данном случае метеокарта, как и в оригинале, оставалась белой, а изображение поля серебристых облаков инвертировалось в негативное. Благодаря более высокому контрасту картины, низкоширотные детали поля серебристых облаков стали прослеживаться до более низких широт.

Как мы отметили выше, определённую сложность представляло наложение двух типов карт. И это несмотря на кажущуюся простоту одновременного совмещения координатных сеток и материковых границ. Значительно снизить трудоёмкость построения синтетических карт позволила простая идея предварительной подготовки их компонентов. Сущность подготовки заключалась в том, что как на карте облачного поля, так и на метеокарте выделялся цветом круг широты 60° и меридиан, соответствующей долготе 90° (Рис. 5).

Рисунок 5 Подготовленные к совмещению: слева негативное изображение поля серебристых облаков; справа метеорологической карты на соответствующую дату

В дальнейшем в программе обработки изображений, выделенные круги и меридианы вручную совмещались с высокой точностью. При этом автоматически достигалась высокая степень совмещения географических элементов изображений. Таким образом, получался продукт позволяющий объективно выявлять влияние развития тропосферных процессов на генезис и эволюцию полей серебристых облаков (Рис. 6).

Рисунок 6 Завершающий этап построения синтетической карты на 11 июня 2016 года

Заключение

Анализ комплекса таких карт за один, а лучше за несколько сезонов видимости MCO позволит получить максимально точные выводы о характере и причинах влияния крупномасштабных тропосферных процессов на явления, протекающие на высотах мезосферы. При этом желателен переход от качественного к количественному анализу, то есть производству линейных измерений взаимного расположения исследуемых феноменов.

 

Литература:

  1. Солодовник А. А. Журавлёв П. JI / Методика и первые результаты картографического анализа связи генезиса серебристых облаков с метеорологией тропосферы/ Сборник материалов XII Между'народной научно-практической конференции «Новое слово в науке и практике: гипотезы и апробация результатов исследований», Новосибирск. 2014, - С. 17-22
  2. Солодовник А.А., Шакимова Г.Б. / Генезис серебристых облаков как маркер тропосферно- мезосферных связей/ Материалы международной научно-практической конференции «Козыбаевские чтения - 2017 Казахстан и современные вызовы времени» Петропавловск. 2017, Т.2, с. 166-170.
  3. Solodovnik A. A.. Leontyev P. I. and Dalin P. Studies of the influence of tropospheric factors on the formation of noctilucent clouds by a cartographic method. - Journal of Atmospheric and Solar- Terrestrial Physics. V. 200 (2020). 105224.

Разделы знаний

Архитектура

Научные статьи по Архитектуре

Биология

Научные статьи по биологии 

Военное дело

Научные статьи по военному делу

Востоковедение

Научные статьи по востоковедению

География

Научные статьи по географии

Журналистика

Научные статьи по журналистике

Инженерное дело

Научные статьи по инженерному делу

Информатика

Научные статьи по информатике

История

Научные статьи по истории, историографии, источниковедению, международным отношениям и пр.

Культурология

Научные статьи по культурологии

Литература

Литература. Литературоведение. Анализ произведений русской, казахской и зарубежной литературы. В данном разделе вы можете найти анализ рассказов Мухтара Ауэзова, описание творческой деятельности Уильяма Шекспира, анализ взглядов исследователей детского фольклора.  

Математика

Научные статьи о математике

Медицина

Научные статьи о медицине Казахстана

Международные отношения

Научные статьи посвященные международным отношениям

Педагогика

Научные статьи по педагогике, воспитанию, образованию

Политика

Научные статьи посвященные политике

Политология

Научные статьи по дисциплине Политология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Психология

В разделе "Психология" вы найдете публикации, статьи и доклады по научной и практической психологии, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. В своих работах авторы делают обзоры теорий различных психологических направлений и школ, описывают результаты исследований, приводят примеры методик и техник диагностики, а также дают свои рекомендации в различных вопросах психологии человека. Этот раздел подойдет для тех, кто интересуется последними исследованиями в области научной психологии. Здесь вы найдете материалы по психологии личности, психологии разивития, социальной и возрастной психологии и другим отраслям психологии.  

Религиоведение

Научные статьи по дисциплине Религиоведение опубликованные в Казахстанских научных журналах

Сельское хозяйство

Научные статьи по дисциплине Сельское хозяйство опубликованные в Казахстанских научных журналах

Социология

Научные статьи по дисциплине Социология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Технические науки

Научные статьи по техническим наукам опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физика

Научные статьи по дисциплине Физика опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физическая культура

Научные статьи по дисциплине Физическая культура опубликованные в Казахстанских научных журналах

Филология

Научные статьи по дисциплине Филология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Философия

Научные статьи по дисциплине Философия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Химия

Научные статьи по дисциплине Химия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Экология

Данный раздел посвящен экологии человека. Здесь вы найдете статьи и доклады об экологических проблемах в Казахстане, охране природы и защите окружающей среды, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. Авторы рассматривают такие вопросы экологии, как последствия испытаний на Чернобыльском и Семипалатинском полигонах, "зеленая экономика", экологическая безопасность продуктов питания, питьевая вода и природные ресурсы Казахстана. Раздел будет полезен тем, кто интересуется современным состоянием экологии Казахстана, а также последними разработками ученых в данном направлении науки.  

Экономика

Научные статьи по экономике, менеджменту, маркетингу, бухгалтерскому учету, аудиту, оценке недвижимости и пр.

Этнология

Научные статьи по Этнологии опубликованные в Казахстане

Юриспруденция

Раздел посвящен государству и праву, юридической науке, современным проблемам международного права, обзору действующих законов Республики Казахстан Здесь опубликованы статьи из научных журналов и сборников по следующим темам: международное право, государственное право, уголовное право, гражданское право, а также основные тенденции развития национальной правовой системы.