Може бути важко передбачити, скільки снігу випаде під час зимових штормів, головним чином через подібний вигляд регіонів із сильним снігом і змішаними опадами на зображеннях метеорологічних радарів.
Щоб вирішити цю проблему, дослідники в Державний університет Північної Кароліни створив новий метод бездоганної інтеграції стандартних метеорологічних радіолокаційних зображень і даних про тип опадів. Цей метод дозволяє синоптикам і атмосферологам швидко і легко розрізняти сильний сніг і змішані опади, а також покращує їхнє розуміння динаміки зимових штормів.
Новий метод, відомий як «вимкнення зображення», робить ділянки лише снігу або лише дощу помітнішими, зменшуючи візуальну помітність змішаних опадів на рухомих радарних зображеннях. В основному він покладається на інтеграцію двох джерел інформації в один візуальний дисплей: радіолокаційну відбивну здатність і коефіцієнт кореляції.
Коефіцієнт відбиття вказує на інтенсивність опадів, виявлених радаром. Значення коефіцієнта кореляції вказують на постійність форм і розмірів частинок опадів у штормі.
Лаура Томкінс, докторант Центру геопросторової аналітики штату Північна Кароліна та провідний автор дослідження, сказала: «Для науковців, які навчаються снігопад від зимових бур, вимкнення зображення допомагає переконатися, що вони аналізують правильні функції».
«Проте значення коефіцієнтів відбиття та кореляції зазвичай відображаються як окремі продукти. Це працює так, що синоптики перемикаються між відбивною здатністю та коефіцієнтом кореляції, щоб побачити, де змішані опади».
«Хоча багаторазове перемикання між картами досить обтяжливе, стежити за зміною форми рухомих об’єктів особливо складно».
Вчені винайшли спосіб визначити регіони зимового шторму зі значеннями, типовими для змішаних опадів, щоб зменшити тягар уявного порівняння значень відбивної здатності та коефіцієнта кореляції, оскільки шторми змінюються в часі та географії. Потім вони змінили вигляд цих регіонів на звичайних картах відбивної здатності, що рухаються, перетворивши їх у відтінки сірого, тоді як решта карти залишилася в кольоровій шкалі, яка доступна людям з дальтоніком і відображає інтенсивність опадів.
Томкінс говорить, «Ми не хотіли повністю позбутися танення [з карти], просто зменшити його візуальну помітність. Це дає нам впевненість сказати, що ми знаємо, що це не сильний сніг, тому що він забруднений таненням».
«Синоптиків цікавить, скільки снігу випаде і коли, але змішані опади теж небезпечні».
«Звідси важливість простого приглушення змішаних опадів за допомогою градації сірого, а не видалення їх з карти. Техніка, розроблена спеціально для аналізу снігопадів під час зимових штормів, допоможе вченим-атмосферникам краще зрозуміти, де і чому виникають снігові смуги, і [це дослідження] просочуватиметься для покращення прогнозів снігопадів. Ми розробили це для нашого аналізу снігу, але воно також має потенційне застосування для синоптиків».
«Для звичайної людини, яка переглядає карти погоди, щоб спланувати свій день, вимкнення зображення допоможе краще зрозуміти, де і коли очікувати переходу від дощу та мокрого снігу до снігу. Можливо, зараз буде дощ, але чи стане він снігом?» Примітно, що її метод використовує інформацію про частки опадів, виміряні радаром, а не спостереження температури, які зазвичай використовуються для визначення типу опадів на картах погоди».
«Як метод візуалізації, приглушення зображень можна використовувати в інших дослідницьких програмах, наприклад, для зменшення візуальної помітності даних, пов’язаних із високою невизначеністю. Техніка вільно доступна для використання іншими».
Довідка з журналу:
- Лаура М. Томкінс та ін. Приглушення зображення змішаних опадів для покращення ідентифікації регіонів із сильним снігом у даних радара. Методи атмосферних вимірювань. DOI: 10.5194/amt-15-5515-2022
