Без «облачных» суждений: Геостационарный спутник как альтернатива для мониторинга поверхности суши
Спутниковое дистанционное зондирование широко используется для мониторинга и характеристики пространственных и временных изменений растительного покрова Земли. Для этих анализов традиционно применялись полярно-орбитальные спутники, которые движутся «от полюса к полюсу» и получают лишь одно-два изображения Земли в сутки. Однако их полезность часто ограничена, поскольку часто возникающая облачность блокирует обзор поверхности суши.
Спутники нового поколения на геостационарной орбите предоставляют возможность наблюдать поверхность суши более эффективно. Например, датчик Advanced Himawari Imager (AHI) на борту спутника Himawari-8, находясь на геостационарной орбите, может получать многоспектральные цветные изображения над Японией каждые 10 минут, что увеличивает шансы на получение наблюдений «без облаков».
В новом исследовании, опубликованном в Scientific Reports, международная команда ученых, включая Томоаки Миура из Гавайского университета, Шина Нагаи и Мику Такеучи из Японского агентства науки и технологий по изучению моря и Земли, Казухито Итии из Университета Тиба и Хироки Ёсиоку из Университета префектуры Айти, изучила эту возможность и полезность данных геостационарного спутника Himawari-8 AHI для фиксации сезонных изменений растительности в Центральной Японии.
Исследование показало, что за 2016 год Himawari-8 AHI получил примерно в 26 раз больше наблюдений, чем один из новейших полярно-орбитальных датчиков VIIRS на спутнике Suomi-NPP. В результате, дней с наблюдениями «без облаков» у Himawari-8 AHI было больше, чем у S-NPP VIIRS. Геостационарный датчик AHI получал одно облачное наблюдение в среднем каждые 4 дня, тогда как полярно-орбитальному датчику VIIRS это удавалось каждые 7–16 дней. Благодаря большему числу безоблачных наблюдений, «вегетационный индекс» AHI, спутниковый показатель зелености растительности, непрерывно фиксировал временные изменения от распускания до опадания листьев на протяжении всего вегетационного сезона, что соответствовало наблюдаемой in situ фенологии растительности. Однако были и периоды, когда даже AHI не мог получить безоблачных снимков из-за устойчивой облачности в летне-осенние сезоны.
«Детальная сезонная информация о растительности со спутника Himawari-8 может быть полезна для многих приложений, таких как мониторинг краткосрочных засух и оценка последствий сильных ливней», — сказал профессор Миура, ведущий автор исследования. «Это исследование показало, что метеорологический спутник Himawari-8 можно использовать для мониторинга поверхности суши и растительности. Благодаря спутникам нового поколения мы можем начать видеть различные типы изменений растительности, которые было невозможно заметить с помощью предыдущих спутников. Новые результаты способствуют пониманию баланса углекислого газа между сушей и атмосферой», — добавил профессор Итии из Университета Тиба, соавтор работы.
Геостационарный спутник Himawari-8 AHI также получает многоспектральные цветные изображения над тропическим регионом Юго-Восточной Азии каждые 10 минут. Ожидается, что данные датчика AHI внесут вклад в лучшее понимание динамики растительности и влияния изменения климата в этом облачном тропическом регионе.