روشی سریع برای تعیین فشار بالای ابر (FAST CTP) در تصاویر MODIS

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی

2 دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

ابرها با توجه به تأثیر قابل توجه آنها بر موازنه‌ی انرژی در سطح زمین و در جو، همواره مورد توجه پژوهشگران مختلف هواشناسی و اقلیم­شناسی قرار گرفته­ است. توانایی سنجش از دور در برآورد خصوصیات و ویژگی­های­ ابرها در بررسی تغییرات آن­ها در مکان­ها و زمان­های مختلف به اثبات رسیده ­است. یکی از جنبه­های تحقیقاتی مهم در ارتباط با ابرها، تعیین فشار در سطح بالای آن­ها است که هدف از پژوهش حاضر نیز ارائه‌ی روشی سریع برای تعیین آن (FAST CTP) با استفاده از تصاویر MODIS می­باشد. به این ترتیب که ابتدا با استفاده از داده­های رادیوساوند در دو ایستگاه مهرآباد و کرمانشاه پروفایل دمایی جو استخراج گردید. سپس با استفاده از یک تکنیک پنج مرحله­ای پیکسل­های تصویر مورد نظر به چهار دسته ابری، احتمالاً ابری، احتمالاً بدون ابر و غیر ابری طبقه‌بندی شدند. سپس با استفاده از مدل LSE در باندهای 31 و 32 سنجنده مذکور، گسیلمندی ابر در پیکسل­های ابری برآورد گردید. آنگاه با استفاده از گسیلمندی برآورد شده، دمای واقعی استخراج گردید. سپس با استفاده از این دما و  پروفایل دمایی استخراج شده از داده­های رادیوساوند، فشار بالای ابر استخراج گردید. برای بررسی صحت نتایج به دست آمده نتایج حاصل از روش FAST CTP با نتایج حاصل از مدل CTP استاندارد مقایسه گردید. بر طبق این مقایسه روش ارائه شده در پژوهش حاضر برای ابرهای با عمق اپتیکی بالاتر از 10 مطلوب بوده و با نتایج حاصل از مدل CTP  اختلاف بسیار کمی را نشان می­دهد. اما تفاوت در مورد ابرهای نازک و با عمق اپتیکی پایین ( پایین‌تر از 10) نسبت به ابرهای با عمق اپتیکی بالا بطور چشمگیری بالاست.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Fast Method for Determining the Cloud Top Pressure in Modis Photos (Fast CTP) in MODIS Images

نویسندگان [English]

  • mohamadreza mobasherei 1
  • manchehr farajzadeh 2
  • nematalah kareimei 2
چکیده [English]

Clouds, because of their significant effects on energy balance on the ground surface and in the atmosphere, has always been considered by different meteorologists and climatologists. The ability of remote sensing in the assessment of cloud characteristics has been proven by in the study of their changes in different locations  and times. One of the important aspects of the study  regarding the clouds, is to determine the pressure at their top,  which the aim of the current study is to present  a fast method for its determine by using MODIS images.
Therefore, by using Radiosonde data in Mehrabad and Kermanshah stations, the atmospheric temperature profile was extracted. Then using a five stages technique, the pixels of the considered image were grouped into 4 different categories including cloudy, possibly cloudy, possibly non- cloud and non- cloudy. Then by using LSE model on channels 31 and 32 of MODIS, the emissivity of cloud in cloudy pixels was determined.
Then by using this temperature and the temperature profile extracted from Radiosonde data, the pressure at the top of the clouds were extracted. To review the accuracy of the obtained results, the results obtained  from Fast CTP method with those of standard CTP method were compared . Based on this comparison,  it is found that the presented method for the clouds with optical depth of more than 10 is optimal and the results obtained from CTP model, shows  a very small difference. But the difference regarding the thin clouds with low optical depth (lower than 10) is considerably great in comparing with the clouds of high optical depth.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cloud height
  • Brightness temperatura
  • Cloud Top pressure
  • MODIS
  • Remote Sensing