В настоящее время основными данными, используемыми для для исследования динамических и фотохимических процесов в средней атмосфере, являются спутниковые данные. Для задач мониторинга, анализа и прогноза состояния средней атмосферы, в том числе для выявления аномальных ситуаций в распределении метеопараметров средней атмосферы необходимо прежде всего, чтобы данные спутниковых измерений хранились в стандартном и удобном для их использования виде. Для анализа данных в том числе для их визуализации и построения 2-х и 3-х мерных полей метеопараметров оптимально иметь эти данные в узлах регулярной сетки по широте и долготе и на фиксированных изобарических поверхностях или фиксированных высотах.
В настоящее время нами используются данные двух спутников, это данные измерений температуры и геопотенциала прибором MLS (ИСЗ AURA) и даные температуры и давления прибора SABER (ИСЗ TIMED). Исходные данные прибора MLS предсталяют собой вертикальные профили измеряемого параметра, включая температуру, геопотенциал, озон идругие малые составляющие на 55 изобарических уровня от земли до высоты приблизительно 120км. Всего прибор MLS измеряет в день около 3500 профилей, более или менее равномерно распределенных по глобусу. Прибор SABER в настоящее время измеряет в день около 2200 профилей температуры давления, озона, представляющих собой около 300 значений параметра от 15 до 110км, также более или менее равномерно распределенных по глобусу. Данные прибора MLS имеются в свободном доступе с 2004 года по настоящее время. На сервер данные поступают с задержкой приблизительно в 3 дня. Данные прибора SABER имеются в свободном доступе с 2002 года по настоящее время и выкладываются на сервер с задержкой около недели.
При переводе этих данных в узлы регулярной сетки предполагалось, что поскольку суточные изменения параметров средней атмосферы невелики, то все данные за одни сутки можно отнести к одному моменту времени и использовать из для получения значений параметра в узлах регулярной сетки для конкретного дня. Для этого было использовано два метода. 1-й метод — это метод разложения значений параметра на конкретном изобарическом уровне в ряд по сферическим функциям с помощью SQLR алгоритма. 2-й метод — это интерполяция данных в узлы заданной регулярной сетки на основе триангуляции Делоне точек на сфере.
В качестве примера ниже представлены поля температуры и озона, полученные 2-м способом, на уровне 1мб для 1 января 2021 г. Этот день характерен тем, что в этот день наблюдалось сильное стратосферное потепление в северных полярных широтах, что отражено на 1-м рисунке. В тоже время в области повешения температуры происходило уменьшение концентрации озона, что видно из 2-го рисунка.
В качествее продукции ФГБУ ЦАО доступны суточные данные по уровню 0.05 мбар для температуры и ветров, а также интеллектуальный построитель по заданному уровню высоты.
Расчёт температурного поля по произвольной высоте:
Расчёт поля ветра по произвольной высоте: