распределение столбцов по всему grid -у

Пример пространственного распределения наличия снега и морского льда за одну неделю приведен на рис. 1.

Исходный массив представляет собой набор файлов, в каждом из которых приведено еженедельное пространственное распределение снежного покрова и морского льда, полученное на основе спутниковых наблюдений [1]. Продукт произведен в Национальном центре данных по снегу и льду (NSIDC, США) в рамках программы DMSP (Программа метеорологических оборонных спутников). Данные в файлах отражают наличие или отсутствие снежного покрова и морского льда на сетке равных площадей EASE-Grid 25х25 км в Северном полушарии в течение 1966-2001 гг. и записаны как двумерные двоичные массивы размером 721х721 однобайтовых целых без знака. Каждый файл содержит один массив с величинами в диапазоне от 0 до 255. Большая часть значений диапазона не используется. Таким образом, каждый пиксель (квадрат размером 25 х 25 км) в файле подчиняется определенной классификации.

Целью настоящей работы является создание программных средств для работы с массивом, в том числе, для построения временных рядов по снежному покрову и морскому льду для заданного региона Северного полушария и проведения на их основе климатических оценок для Российской территории.

Одним из известных спутниковых массивов по снегу и льду является продукция Национального центра данных по снегу и льду, США [1]. На основе этого массива проведено большое количество климатологических исследований, в том числе, значительное количество работ посвящено исследованию субарктических регионов Канады [2], картированию снежного покрова [3-4], определению многолетних трендов в Северном полушарии [2] и других. Данные известны также и в России, где используются для различных исследований, например, являются компонентой информационной системы по Карскому морю [5]. Массив входит в состав раздела по спутниковой информации в разделе Госфонда ГУ ВНИИГМИ-МЦД и может служить основой для проведения оценок изменения площади морского льда и снежного покрова в различных регионах северного полушария. Организация массива такова, что применение данных для этих целей требует специальных методов обработки.

Отличительной особенностью при исследовании снежного и ледового покрова является необходимость учитывать одновременно пространственно-временные характеристики, то есть, не только начало, установление и окончание снежного сезона в отдельных пунктах наблюдения, но общую площадь, занятую снежным покровом в различные времена сезона, а также общую продолжительность снежного сезона. Для проведения таких оценок спутниковые наблюдения в силу своего пространственного охвата являются неоценимым источником данных.

Снежный и ледовый покров являются важнейшими климатическими характеристиками. Они в значительной степени определяют уровень воды в океанах и реках, отражающую и поглощающую способность поверхности Земли и другие физические параметры окружающей среды. Изменение характеристик снежного и ледового покрова является индикатором изменения термического режима и играет важную роль для различных областей жизнедеятельности (водный режим рек, навигация северного морского пути, экономика, климатический мониторинг).

ОБРАБОТКА МАССИВА СПУТНИКОВЫХ ДАННЫХ ПО СНЕГУ И МОРСКОМУ ЛЬДУ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КЛИМАТИЧЕСКИХ ОЦЕНОК

Труды ВНИИГМИ-МЦД вып.172 2007 год