Вплив хмарності на здійснення дистанційного зондування

При плануванні ДЗЗ потрібно враховувати просторово-часові закономірності поширення хмарності протягом доби і року. Треба пам’ятати, що на практиці отримати для досліджень потрібний знімок на певну територію для певного часу року – задача досить складна, перед усім через хмарність, яку недаремно називають ахіллесовою п’ятою космічного зондування в свіловому діапазоні. Навіть пройшовши скрізь безхмарну атмосферу, ЕМВ зазнає рефракції і ослаблення.

Атмосферна рефракція (заломлення променів)пов’язане зі зміною коефіцієнта переломлення в різних шарах атмосфери, що зумовлене їх різною щільністю, температурою, вологістю. Проявляється в позірному зміщенні або зміні форми віддалених об'єктів. Внаслідок рефракції атмосфери спостерігач бачить предмети не на напрямі їх дійсного положення, а в напрямі дотичної до променів у точці спостереження (рис. 3.15).

Рис. 3.15. Переломлення променя світла, що надходить від небесного світила

Вихідний промінь від світила S₂ проходячи земну атмосферу, переломлюється у кожному її шарі і викривляється, внаслідок чого спостерігачеві промінь видасться начебто таким, що вийшов з точки , що лежить вище. Світило S₁ вже зайшло за горизонт, але завдяки рефракції спостерігач ще бачить його.

Розрізняють астрономічну атмосферну рефракцію – заломлення променів від небесних світил, внаслідок чого світила здаються розміщеними вище за їхнє дійсне положення на небі, та наземну (геодезичну) рефракцію атмосфери – заломлення променів, що поширюються від земних предметів або від предметів, розташованих в атмосфері.

Вплив рефракції – заломленнянапрямку променів – становить декілька кутових секунд і повинно враховуватись при точних фотограмметричних вимірах знімків.

За статистичними даними, в кожний момент часу хмарність закриває близько 60-65% земної поверхні, іноді досягаючи позначки 75%, хоча над кожною її точкою хмари зазвичай зберігаються не більше 5 діб. Частка покриття хмарами Світового океану становить не менше 70%. При цьому, навіть малопотужні хмари блокують зйомку в оптичному діапазоні.

У південній півкулі кількість хмарного покриву більше чим у північній, при цьому в обох півкулях, як над сушею, так і над океаном, має місце річний хід з максимумом у літній час і мінімумом у зимній. Найбільші відмінності між різними даними спостережень проявляються в регіонах з високими альбедо підстилаючої поверхні. В таких районах можуть бути застосовані тільки активні методи ДЗЗ, засновані на мікрохвильовому випромінюванні, оскільки, тільки радіохвилі довжиною понад 2 см безперешкодно проходять через хмарний покрив. На поширення ЕМХ з довжиною понад 2 см не впливають ні хмари, ні туман, ні дощ[2].

Відбитий від поверхні Землі сигнал повертається й приймається антеною радара. За допомогою комп’ютера ці сигнали можуть бути перетворені в радіолокаційне зображення місцевості, декілька відмінне від звичайних аерофотознімків, але такі, що з великим ступенем точності передають рельєф місцевості, оскільки довгохвильові імпульси радарних систем практично без викривлень проходять через атмосферу.

Мова йде про радарні системи бокового обстеження (РБО). Одна або дві антени радара посилають монохроматичні хвилі довжиною 0,86–100 см поперек напрямку польоту літака відповідно в одну або дві сторони від напрямку польоту (рис. 3.16).

Рис. 3.15. Схема боковогообстеження за допомогою літакової РЛС

Інтенсивність розсіювання сонячного випромінювання також, як й інтенсивність його поглинання, зростає з довжиною шляху променя в атмосфері. Цим визначається освітленість поверхні Землі, яка залежить від положення Сонця відносно площі екватора і в першу чергу від висоти Сонця над горизонтом. Положення, або стояння Сонця визначає спектр і інтенсивність потоку сонячної радіації, який відбивається і поглинається елементами ландшафту.

[1] Товщина атмосфери – приблизно 2000–3000 км від поверхні Землі. Сумарна маса повітря в атмосфері – (5,1–5,3)×10¹⁸ кг. З них маса сухого повітря складає 5,1352 ±0,0003×10¹⁸ кг, загальна маса водяних парів в середньому дорівнює 1,27×10¹⁶ кг.

[2] Треба відзначити, що на радіосигнали, що приймаються в цьому діапазоні, впливають різного роду різні завади, перед усім штучного походження.