Работа. Роль снежного покрова в формировании природы изучение данного вопроса в курсе География России
 Скачать 188.5 Kb.
|
1.2. Показатели, характеризующие снежный покровСнег представляет собой скопление упакованных кристаллов льда, и состояние снежного покрова определяет различные качества, такие как цвет, температура и эквивалент воды. Естественный снег возникает в облаках, где отдельные кристаллы зарождаются, растут и начинают свой спуск на землю. Падая через атмосферные слои с различной температурой и влажностью, кристаллы могут менять форму и размер, а также сталкиваться и агломерироваться в многокристаллические хлопья. Когда преобладают ветреные условия, кристаллы снега переносятся вперед, удерживаясь во взвешенном состоянии за счет турбулентной диффузии, так что возможна дальнейшая модификация термодинамическими и механическими процессами, особенно вблизи земли. После осаждения начальные свойства полученного слоя сильно связаны с пористостью или насыпной плотностью, которая, в свою очередь, в значительной степени определяется формой кристаллов и геометрией упаковки. Сложные дендритные кристаллы, отложенные в спокойном воздухе, имеют открытую структуру и очень низкую начальную плотность, в то время как игольчатые или эквантные зерна упаковываются более плотно, особенно после перемешивания поверхностными ветрами. Свойства впоследствии изменяются по мере изменения кристаллических форм, развития или распада межкристаллитных связей, а также по мере того, как собственные напряжения вызывают объемное напряжение до более высокой плотности. При минусовых температурах снег представляет собой двухфазный материал воздуха и льда, в котором происходят текстурные изменения, главным образом за счет диффузии пара. Когда температура достигает точки плавления, снег становится трехфазным материалом, а вода вводится либо локальным таянием, либо инфильтрацией. Снег может в конечном итоге достичь плотности, при которой воздухопроницаемость падает до нуля, либо путем повторного замерзания поровой воды, либо путем уплотнения во время прогрессивного захоронения. По соглашению считается, что материал совершил переход от “снега” к “льду”. В глубоких снежных полях Антарктиды и Гренландии этот переход происходит на глубинах от 40 до 150 м, глубина перехода увеличивается по мере снижения средней температуры участка. Снег также может быть получен искусственно, путем выпуска водяного пара или капель в холодный воздух или путем измельчения льда. Искусственные снежные отложения также могут образовываться из переработанного или транспортируемого естественного снега. По мере изменения погодных условий снежный покров также может меняться, и это влияет на характеристики снега. Снег чаще всего кажется белым, но глубокий снег может действовать как фильтр, поглощая больше одного цвета и меньше другого. Глубокий снег имеет тенденцию поглощать красный свет, отражая синие оттенки, часто наблюдаемые в снегу. Как правило, снег и лед представляют нам равномерно белый внешний вид. Это связано с тем, что видимый свет белый. Почти весь видимый свет, падающий на поверхность снега или льда, отражается назад без какого-либо особого предпочтения в отношении одного цвета. Большинство натуральных материалов поглощают немного солнечного света, что придает им цвет. Чистый снег, однако, отражает большую часть солнечного света, создавая белый внешний вид. Сколько солнечного света снежный покров отражает в атмосферу, характеризуется как альбедо снега. Характеристики и возраст снега могут влиять на то, как распространяются звуковые волны, ослабляя их в некоторых случаях или усиливая их в других. Например, люди часто замечают, как меняется звук после свежего снегопада. Когда земля имеет толстый слой свежего, пушистого снега, звуковые волны легко поглощаются на поверхности снега, демпфируя звук. Однако время и погодные условия могут изменить снежную поверхность. Если поверхность тает и замерзает, снег становится гладким и твердым. Тогда поверхность поможет отразить звуковые волны. В этих условиях звуки могут казаться более четкими и распространяться дальше. Снег - хороший изолятор, что некоторые животные роют снежные пещеры, в которых зимуют. Новый снег состоит из высокого процента воздуха, захваченного среди накопленных снежных кристаллов. Поскольку воздух едва может двигаться, теплопередача значительно снижается. Свежий, несжатый снег обычно на 90-95 процентов состоит из захваченного воздуха. Многие животные пользуются изоляционными свойствами снега и зарываются в снег, чтобы зимовать. Температура поверхности снега контролируется температурой воздуха выше. Чем холоднее воздух выше, тем холоднее будут слои снега вблизи поверхности, особенно в пределах верхних 30-45 сантиметров (от 12 до 18 дюймов). Снег у земли в более глубоком снежном покрове теплее, потому что он близок к теплой земле. Снежный покров и температура поверхности земли влияют друг на друга. Снег влияет на то, насколько горячая или холодная земля ощущается на ощупь, и он может охладить воздух, который находится рядом с поверхностью. Температура поверхности земли влияет на то, остается ли снег на земле или тает. Когда температура воздуха нагревается, снег начинает таять, и открытая более темная земля может вызвать положительную обратную связь с процессом таяния, поглощая больше солнечного тепла. Снег состоит из кристаллов замерзшей воды, но поскольку каждый из этих крошечных кристаллов в снежном покрове окружает так много воздуха, большая часть общего объема снежного слоя состоит из воздуха. Мы называем эквивалент снежной воды снега толщиной воды, которая могла бы возникнуть в результате таяния данного слоя снега. Часто повторяемое предположение утверждает соотношение снега к воде десять к одному, но это не всегда точно. Водный эквивалент снега более изменчив, чем большинство людей понимают. Например, 25 сантиметров (10 дюймов) свежего снега могут содержать всего 0,25 сантиметра (0,10 дюйма) воды и до 10 сантиметров воды, в зависимости от кристаллической структуры, скорости ветра, температуры и других факторов. Снежный покров играет важную роль в климате и гидрологии, как в глобальном, так и в региональном масштабах. Снег на земле играет важную роль в гидрологическом цикле, особенно в горных районах. Сезонный снежный покров является основным источником воды для использования человеком и экосистемами горных регионов и составляет до 95% запасов воды в некоторых горных бассейнах. В этих регионах сток сильно зависит от количества и времени таяния снега. Мониторинг снежной массы, чаще всего именуемой снежным водным эквивалентом или SWE, и в более общем плане состояния снежного покрова особенно важен для управления водными ресурсами и рисками, связанными с природными опасностями, такими как лавины и наводнения, вызванные таянием снега. За счет влияния снежного покрова на поверхностную энергию и водный баланс, его представление в моделях поверхности суши имеет важное значение для прогнозирования теплового состояния подстилающей почвы, атмосферных взаимодействий и гидрологического цикла. Снег - это сложная среда, которая очень изменчива как во времени, так и в пространстве. Эта изменчивость особенно усиливается в горных районах, где она определяется как изменчивостью процессов накопления, т.е. количества твердых осадков, переноса ветра, так и процессов абляции, например, поступающего коротковолнового и длинноволнового излучения, скорости и направления ветра, температуры и влажности воздуха. В горной местности сложный рельеф и высокая пространственная изменчивость почвенного покрова (например, леса, скалы, пастбища) ответственны за высокую пространственную и временную изменчивость как процессов накопления, так и процессов абляции, что приводит к высокой изменчивости свойств горного снежного покрова. Снег содержит как природные радиоизотопы, так и радиоизотопы, образующиеся в результате деятельности человека. Оба типа могут быть использованы для радиоактивного датирования “снега-льда" в течение длительных периодов времени. Природные изотопы, которые могут быть остатками нуклеогенеза или радионуклидными продуктами деятельности космических лучей в атмосфере, встречаются в молекулах льда, в адсорбированном и включенном воздухе, в растворенных примесях и в нерастворимых частицах. “Неестественные" изотопы производились и впрыскивались в атмосферу в результате применения и испытаний ядерного оружия, а также атомных электростанций и связанных с ними отраслей промышленности. Тритий (3H) встречается в природе в кристаллах снега, но количество, обнаруженное в осажденном снегу, было значительно увеличено с 1954 года испытаниями оружия и ядерной промышленностью. Другие “природные" изотопы, встречающиеся в газах, растворенных примесях и твердом веществе, включают радиоактивные изотопы углерода, свинца, аргона, криптона, кремния, алюминия, хлора и марганца. Человеческая деятельность с ядерными материалами предоставила дополнительные источники для некоторых из них и добавила лакомства, такие как изотопы стронция и цезия. Снег, который не был непосредственно загрязнен местной деятельностью человека, получает химические примеси из различных источников. К ним относятся земная пыль и океанские брызги; вулканические газы и пыль; растительные эманации; продукты сгорания ископаемого топлива; пары промышленных процессов; пыль и брызги от дорожных солей, пестицидов, удобрений; атмосферные модификации любого из вышеперечисленных. Неорганические компоненты, которые были найдены в снегу, включают Na, Ca, Mg, K (в основном из морских солей), Al, Si, Ti, Fe, Pb, As, S (какSO2 и SO4), Se, I, CI,NH3,NO3 Mn, Cr, Cu, Zn, Cd, Hg и различные другие микроэлементы. Органические компоненты включают углеводороды от сжигания, органического синтеза и других промышленных процессов, а также углеводороды от растений, вулканов и других природных источников. Следы сельскохозяйственных соединений, таких как ДДТ и ПХД (полихлорированные дифенилы), также обнаружены в снегу. Нерастворимые частицы, обнаруженные в снегу, происходят из различных источников: переносимой ветром пыли земных почв и горных пород (включая пыль, поднятую сельскохозяйственной и промышленной деятельностью); пепла вулканов и промышленных процессов; внеземных частиц; пыльцы растений, фрагментов растений, фитолитов. Частицы пыли могут включаться в осадки во время конденсации, зарождения льда и роста кристаллов. Тяжелое загрязнение пылью иногда приводит к цветным снегопадам (коричневый, красный, желтый). Прямого осаждения пыли, золы, сажи или растительного мусора часто бывает достаточно, чтобы испачкать поверхность снега и сформировать видимые горизонты на различных уровнях внутри снежного покрова. Различные водоросли, грибы, бактерии, плесень и насекомые могут жить на поверхности снега, особенно там, где температура близка к точке плавления и много света. Очень низкие температуры останавливают биологическую активность, но некоторые микроорганизмы остаются жизнеспособными после замораживания. Органически окрашенные снега (красные, зеленые, желтые и даже синие) были зарегистрированы из разных частей мира; идентификации. Определенные виды водорослей были идентифицированы с определенной окраской, но, по-видимому, некоторые виды производят разные цвета на разных стадиях жизненного цикла или же различаются по цвету в зависимости от доступных питательных веществ. Некоторые из видов, упомянутых в связи с различными цветами, включают следующее. Красный снег: Chlamydomonas, Sphaerella, Protococcus, Scotiella. Зеленый снег: Chlamydomonas, Raphidonema, Bracteococcus, Cryocystis, Scotiella, Ankistrodesmus, Stichococcus, Ochromonas. Желтый снег: Raphidonema, Scotiella. Снег, который не был сильно загрязнен, обычно слабо кислый, с концентрацией ионов водорода в диапазоне от 10-4 до 10-7 моль л-1. На ледяных щитах Гренландии и Антарктиды типичные значения pH для талой воды составляют от 5 до 6, то есть несколько ниже желаемого минимума 6 для питьевой воды. Лед, образованный из снежных полей, содержит небольшие закупоренные пузырьки воздуха, которые захватывают атмосферные газы, представляющие время и место, в котором пузырьки были запечатаны. Они содержат, а также кислород и азот, такие вещи, как CO2, CO, CH3 и Ar. Пространственная изменчивость снежного покрова в горных районах преобладает во всех пространственных масштабах от масштаба холма-склона (1-100м, например, преимущественное осаждение, топографическое затенение) до масштаба водораздела (100-10000 м, например, орографические осадки, градиент температуры с высотой). Точное представление пространственной изменчивости свойств снежного покрова в масштабе холма-склона имеет решающее значение для мониторинга изменений снежной массы в масштабе водораздела, поскольку оно контролирует неравномерное исчезновение снега. Это также важно для оценки механической стабильности снежного покрова. Как следствие, наблюдения или моделирование, полезные для описания пространственной изменчивости снежного покрова в горных районах, обычно требуют пространственного разрешения лучше, чем несколько сотен метров. Таким образом, мониторинг снежного покрова сталкивается с уникальными проблемами в горных районах по сравнению с другими заснеженными ландшафтами с точки зрения наблюдений и моделирования. Мониторинг эволюции снежного покрова (например, глубины снега) и его свойств поверхности (например, альбедо, температура поверхности) возможен с помощью дистанционных наблюдений. Наборы данных In situ необходимы для понимания физических процессов снега, а также для оценки моделей снежного покрова и продуктов дистанционного зондирования. Однако точечные измерения по своей сути ограничивают пространственную протяженность данных, поэтому не полностью фиксируют информацию о пространственной неоднородности. Большинство свойств снежного покрова, например глубина снега, демонстрируют очень высокую пространственную изменчивость, и, следовательно, большинство этих точечных измерений также неприменимы в больших масштабах. Для мониторинга эволюции снежного покрова на больших площадях необходимо использовать наблюдения дистанционного зондирования, будь то наземные, воздушные или космические. Дистанционные датчики имеют различные длины волн измерения и используют различные принципы работы (активные или пассивные). Например, мультиспектральные изображения с оптических датчиков дают информацию на видимых и ближних инфракрасных длинах волн с пространственным разрешением от десятков сантиметров до сотен метров из космоса. В безоблачных условиях эти изображения предоставляют информацию о протяженности снежного покрова, а также информацию об альбедо и светопоглощающих частицах, а также информацию, относящуюся к состоянию микроструктуры снега. Однако извлечение снежной массы только из спутниковых данных остается проблематичным, особенно в горных районах. Свойства снежного покрова также можно контролировать и прогнозировать с помощью численных моделей эволюции снежного покрова. Стратиграфия снежной толщи (число и толщина горизонтов снегонакопления, ледяных, ветровых и радиационных корок, слоев разрыхления и глубинной изморози) формируется под воздействием комплекса метеорологических явлений. Стратиграфия снега определяется профилями различных свойств снежных слоев и их границ в снежном покрове. Традиционно используемые стратиграфические методы широко основаны на: 1) словесная интерпретация стратиграфии снежного покрова; 2) оптические записи (аналоговые и цифровые) стратиграфии; 3) морфология по форме и размеру зерен частиц снега; 4) механические свойства (микроструктура) слоев снежного покрова; 5) текстура снежного покрова, так слои снежного покрова сочетают в себе морфологические и механические аспекты; 6) диэлектрические свойства слоев снежного покрова. Слои снегонакопления. Причину накопления снега можно определить по кристаллизации снега в разных слоях. Слои накопления из-за осадков, как правило, имеют более легкий и пушистый внешний вид, в то время как слои накопления из-за выдувания снега, как правило, плотно уплотнены. Определение слоев, которые вызваны сочетанием выдувания снега и осадков, более неоднозначно, но ожидается, что эти слои будут иметь более твердую текстуру из-за раздробленных кристаллов льда, образующихся в результате процесса выдувания. Многослойная структура обычно указывает на начало летнего сезона слоем неглубокого горизонтального слоя льда, который образуется, когда солнце прогревает слой снега, в то время как теплый ветер дует по поверхности. [3, 5, 7]. Плотность снега сильно варьируется – она может изменяться как после того, как снег поднят в воздух, так и после того, как он был утрамбован на поверхности. Эта информация ценна, поскольку она может дать представление о том, был ли снег перенесен из одного места в другое. Как правило, плотность снега выше для старого снега и снега с твердым уплотнением. Мокрый и свежий снег имеет меньшую плотность. Плотность также увеличивается с глубиной в столбе снега [16, 18]. Текстурные неоднородности. При скорости ветра более 10 м/с на поверхности снежного покрова образуется слой из плотно упакованных обломков зерен (ветровая корка). Интенсивность уплотнения снега в ветровой корке составляет около 10% его первоначальной плотности за сутки ветрового воздействия [5]. При регулярном воздействии сильного ветра, что характерно для зон тундры и степи, средняя плотность снежного покрова может достигать 300—400 кг/м3. Ветровые корки толщиной 1—2 см сохраняются в снежной толще в течение всего зимнего сезона, подразделяя ее на горизонты, включающие один или несколько слоев снегонакопления. В антициклональных условиях под воздействием солнечной радиации, подповерхностного таяния и последующего смерзания зерен, а также при кратковременном повышении температуры воздуха до 0°С на поверхности отложенного снега возникают тонкие слои смерзшихся зерен снега (радиаионно-режеляционные корки) [1]. Последующие снегопады захоранивают эти текстурные неоднородности, разграничивающие слои снегонакопления. Физические свойства корок (плотность, водо- и воздухопроницаемость, температуропроводность и др.) отличаются от свойств снега в слоях снегонакопления, вследствие чего корки часто служат причиной формирования в снежном покрове вторичной слоистости [7, 8]. Вторичная слоистость. Формирование эпигенетических текстурныгх неоднородностей внутри снежной толщи, таких, как фирново-ледяные корки и слои разрыхления, связано с термическим режимом — с высокими градиентами температуры, возникающими в снежном покрове при резких перепадах температуры воздуха в области отрицательных значений, и с оттепелями. Теплопроводность является важным физическим свойством снега. Особенно важно понимать теплопередачу и массовый поток в снегу, поскольку снег оказывает значительное влияние на крупномасштабный тепловой баланс земной поверхности. Это очень важный фактор для климатической системы Земли, поскольку тепло проходит через снег на земле. Учитывая тепловой поток, теплопроводность определяет температурный градиент через снежный покров и, следовательно, является одним из наиболее фундаментальных свойств, определяющих скорость выпадения снега метаморфизм. Поэтому неудивительно, что первые измерения теплопроводности снега были проведены в конце 19 века. Тем не менее, наука все еще пытается найти наиболее надежные методы измерения эффективной теплопроводности, в снегу, и, на следующем этапе, установить корреляцию между микроструктурой и измерениями. В последнее время интерес к этим вопросам возрос из-за несоответствий между измерениями, их кривыми регрессии и имитационными моделями. Причина, по которой измерение теплопроводности в снегу затруднено, многогранна. Во-первых, методы измерения снега не стандартизированы, и только недавно сравнили некоторые измерения с помощью разных приборов на одних и тех же образцах снега. Это серьезный недостаток, так как очень трудно дважды найти одну и ту же снежную структуру. Часто ограниченное количество измерений затрудняет сравнение параметров кривых подгонки. Во-вторых, снег во многих корпуса чрезвычайно хрупкие, что приводит к появлению артефактов при извлечении образца или во время измерения. При таянии снега колебания температуры происходят только до глубины слоя пропитывания снега водой. Температура тающего слоя остается неизменной, что приводит к размерзанию почвы только после схода снега. Теплоемкость снега возрастает при увеличении его плотности [13]. Радиационные свойства снега. Радиационные свойства снега заключаются в его способности отражать, рассеивать и поглощать солнечную радиацию, а также его способности к излучению. Отражающие способности поверхности снежного покрова характеризует альбедо снежного покрова. Оптические свойства материала влияют на то, как оптическое излучение реагирует при попадании на его поверхность. Каждый материал имеет свою специфическую спектральную сигнатуру из-за степени отражения, поглощения и пропускания на разных длинах волн принимаемого излучения. Лед и снег обычно демонстрируют высокую степень отражения на видимых длинах волн (0,4 – 0,75 мкм). Низкое отражение льда и снега в завихрении связано с их микроскопическим содержанием жидкой воды. Однако характерное отражение меняется в зависимости от фактического состава материала и поэтому отличается для снега, фирна, ледникового льда и грязного ледникового льда. [13]. Интенсивное поглощение солнечной радиации верхними слоями снежного покрова, особенно ближе к окончанию зимы, приводит к оплавлению кристаллов и формированию ледяной корки. Данная корка в сочетании с тем, что снег поглощает длинноволновую радиацию, способствует возникновению парникового эффекта снеготаяния (таяния снега при отрицательной температуре). Собственная излучательная способность снега высокая. При этом она снижается по мере старения снега. От радиационных свойств зависит радиационный баланс снежного покрова. Радиационный оборот тепла у снежного покрова небольшой. Это связано с тем, что днем из-за высокого альбедо он получает мало радиации, а ночью подвод тепла от подстилающей поверхности незначителен из-за малой теплопроводности снега [13]. Электрические свойства снега. Электрические свойства снега зависят от температуры, плотности, структуры снега и соотношения его фазовых состояний, частоты электромагнитных волн. В сухом состоянии снег является диэлектриком, но при увеличении влажности его электрическое сопротивление падает [13]. Акустические свойства снега. Акустические свойства снега проявляются в его способности генерировать и проводить звуковые колебания. Скорость распространения звука в снежном покрове зависит от его плотности, влажности, температуры, структуры, а также характеристик самого звука. Передача звука в снежном покрове происходит различными способами — в основном через воздушные поры (медленная волна) и ледяной скелет (быстрая волна). При увеличении плотности снега скорость медленной волны падает, а быстрой растет. В свежевыпавшем снеге скорость распространения звуковой волны растет с увеличением температуры. Звуки, возникшие в снежном покрове, плохо передаются в атмосферу. Передвижение по снегу создает скрип, который слышен при температурах от -2°C до -20°С [13]. Механические свойства снега. К механическим свойствам снега относятся упругие свойства и прочность снега. Они зависят от внутреннего сцепления и трения в снегу, его жесткости, пластичности, ползучести, вязкости. Механические свойства снега определяют условия передвижения по снежному покрову, устойчивость снежного покрова на склоне и вероятность возникновения лавин. Информация о механических свойствах снега важна при использовании его в качестве строительного материала. В вертикальном строении снежного покрова наблюдается чередование слоев, для которых характерны различная текстура и другие физические свойства, что определяется отложением снега в разных условиях и последующим развитием снежной толщи. Слои отличаются друг от друга по форме, толщине, характеру границ, размеру зерен, включений. [13]. Снежный покров подразделяют по критерию продолжительности залегания на временный, который существует несколько часов или дней, и устойчивый, лежащий в течение всей зимы. В распределении снежного покрова отмечается зональность. Климат, рельеф, растительный покров являются факторами его формирования. Существенную роль в распределения снега играет его ветровой перенос, поэтому в ландшафтах с высокими приземными скоростями ветра снежный покров залегает крайне неравномерно. В горах фактором распределения снежного покрова также являются лавины. Снеготаяние, начинающееся после установления в снежной толще нулевой температуры, происходит по двум вариантам — адвективный тип снеготаяния, протекающий за счет тепла воздуха или конденсирующегося на поверхности снега водяного пара, и радиационный тип снеготаяния, связанный с проникновением солнечной радиации в снежную толщу. Скорость снеготаяния, определяемая как количество образованной талой воды на единицу площади в единицу времени, на равнинах средних широт составляет в среднем 8—12 мм/сут. Начало и окончание снеготаяния могут служить важными фенологическими показателями климатических изменений [13]. Примерно 40-50% поверхности суши в Северном полушарии покрыто снегом в зимний сезон. Этот регион является крупнейшим компонентом криосферы и играет важную роль в глобальном энергетическом бюджете Земли из-за его высокого альбедо и излучательной способности [1–4] Снежный покров на поверхности суши может влиять на экологические, геохимические, биогеохимические и социально-экономические факторы [5, 6]. Снежный покров является ключевым компонентом, определяющим динамику регионального и глобального климата [7]. Аномалия снежного покрова является важным показателем глобальной циркуляции атмосферы [8]. В региональном масштабе протяженность снежного покрова в Европе и Азии в зимний период влияет на количество осадков в Индии в следующем летнем сезоне. Таким образом, изменение протяженности снежного покрова может влиять на региональные метеорологические закономерности [9]. Таяние снега является важным водным ресурсом во многих районах мира [10, 11]. Он играет ключевую роль в управлении водопользованием и хранением подземных вод и влияет на окружающие сельскохозяйственные угодья и деятельность из-за его влияния на речной сток [12, 13]. Поскольку это важно как с научной, так и с точки зрения управления ресурсами, срочно необходим точный мониторинг снежного покрова на земле. Поэтому знание точной степени снежного покрова имеет важное значение для понимания изменения климата и управления водными ресурсами. Данные спутникового дистанционного зондирования широко используются в качестве инструмента мониторинга снежного покрова во многих регионах, поскольку они способны регулярно контролировать большие площади [14]. По этой причине исследования картирования снежного покрова с использованием спутниковых данных проводятся с 1966 года, когда Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA) были созданы первые оперативные карты снега [15–18]. Для картографирования снежного покрова с использованием спутниковых данных основным источником ошибок является различение снега и облака, поскольку снег и облако имеют сходные спектральные показатели отражения и излучения [19–21]. Как правило, неправильная классификация облачного и снежного покрова может привести к ошибкам в поиске продуктов поверхности суши, таких как температура поверхности земли (LST), альбедо поверхности земли (LSA) и индекс растительности (VI) по спутниковым данным [22, 23]. Для решения этой проблемы в предыдущих исследованиях использовались статические мультиспектральные пороговые методы классификации облачного и снежного покрова, учитывающие различия оптических свойств снега и облака [24–29]. Спутниковая прикладная программа анализа земной поверхности (LSA-SAF) различает заснеженные поверхности, бесснежные поверхности и облака с помощью пороговых тестов с использованием наблюдений видимого и инфракрасного (ИК) излучения с помощью вращающегося расширенного видимого и инфракрасного тепловизора (SEVIRI), собирая данные о земном покрове и LST каждые 15 минут [28]. Также используется статический пороговый метод, использующий нормализованный разностный индекс снега/льда (NDSI), нормализованный разностный индекс растительности (NDVI) и две спектральные полосы от спектрорадиометра изображения умеренного разрешения (MODIS) для различения облачного и снежного покрова, чтобы улучшить продукт MODIS cloud mask. Однако эти пороговые методы не учитывают, что измеренная спутником отражательная способность снежного покрова на земле может изменяться из-за геометрии датчика солнце-мишень, а также характеристик снега, таких как содержание влаги, размер зерна, форма зерна и примеси [16, 17, 31–33]. Снежный покров не является ламбертовским отражателем, поэтому датчики дистанционного зондирования измеряют отраженное излучение в диапазоне углов обзора и солнечного излучения [34]. Таким образом, статические пороговые методы обнаружения снежного покрова могут сталкиваться с ошибками при различении снежного покрова и облаков. Отражательная способность снежного покрова изменяется в зависимости от положения солнца и загрязнения. |