JP6680788B2 - 空の観察領域内の雲を特定及び監視するための検出装置及び方法 - Google Patents
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Description
a)空の観察領域により放射される熱赤外線束(フラックス)の少なくとも幾つかが収集され、少なくとも1つの熱赤外線検出装置へ送信され、該少なくとも1つの熱赤外線検出装置は、設定された波長帯域において上記束を感知可能な少なくとも1つのセンサを有するステップ;
b)地表面における空気の実際の気温及び実際の相対湿度の少なくとも1つの測定が実行され、かつ、該測定結果から、鉛直気温及び水蒸気の分布が推定されるステップ;
c)上述の様に推定された上記鉛直気温及び水蒸気分布のために参照空により放射される熱赤外線信号に関するデータセットが、模擬(シミュレーション)または取得されるステップ;
d)上記空の観察領域内に1つ以上の雲が存在するか否かを判定するために、上述の様に模擬または取得された上記データセットが、上記少なくとも1つのセンサにより測定されたデータセットから差し引かれるステップ;並びに
e)上述の様に取得されたデータセットは、上記空の観察における各雲の光学的厚さ及び/または高度を計算するために処理されるステップ。
Lsky=A×LS×Wp+B×Wp+C×Lc+D
Ln(Wp)=a×Tdew+b
参照勾配が、ベクトルaの頂点輝度温度の各々について算出されるステップ、及び
画素が、参照勾配と比較されるステップ(図4の破線曲線、x軸は天頂角(rad)を表し、y軸は温度(K)を表す)。
L(計器)=L(厚い雲)+L(雲の下の晴れた空)=L(厚い雲)+x*L(完全に晴れた空)
Claims (13)
- 地上から観察される空の領域内の1つ以上の雲を特定及び追跡するための検出方法であって、以下のステップ:
a)空の観察領域により放射される熱赤外線束の少なくとも幾つかが収集され、少なくとも1つの熱赤外線検出装置(12)へ送信され、該少なくとも1つの熱赤外線検出装置(12)は、設定された波長帯域において前記束を感知可能な少なくとも1つのセンサを有するステップ;
b)地表面における空気の実際の気温及び実際の相対湿度の少なくとも1つの測定が実行され、かつ、該測定結果から、鉛直気温及び水蒸気の分布が推定されるステップ;
c)上述の様に推定された前記鉛直気温及び水蒸気分布のために参照空により放射される熱赤外線信号に関するデータセットが、模擬または取得されるステップ;
d)前記空の観察領域内に1つ以上の雲が存在するか否かを判定するために、上述の様に模擬または取得された前記データセットが、前記少なくとも1つのセンサにより測定されたデータセットから差し引かれるステップ;並びに
e)上述の様に取得されたデータセットは、前記空の観察における各雲の光学的厚さ及び/または高度を計算するために処理されるステップ
が実行されることを特徴とする検出方法であって、
航空機の通った後に残される航跡雲を分析することにより、較正点を設定するステップを含む、検出方法。 - ステップa)に先立ち、前記熱赤外線検出装置(12)の前記少なくとも1つのセンサは、大気温における単一の基準面を用いて、調整されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記データセット処理ステップe)は、放射伝達モデルを反転させて、光学的厚さの水平空間分布、及び/または、前記空の観察領域内における単一の雲層若しくは全ての雲の高度、を判定可能とするステップを含むことを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- 関心波長域における各雲の光学的厚さを計算するために、雲モデルが、事前に模擬され、各雲により放射される放射物は、前記の様に決定された雲モデルに応じて、模擬されることを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 1つ以上の雲は実質透明であり、晴れた空の鉛直気温及び水蒸気分布は、前記データセット処理ステップe)において、各雲の光学的厚さ及び/または高度を推定するために、使用されることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- 少なくとも4.6ステラジアンの地上からの空の観察領域を定義する光学センサは、前記光学センサにより検出される各雲の特徴及び色から、対応する雲のタイプを判定し、該判定結果から、前記空の観察領域内に存在する各雲の高度の範囲を推定するために使用されることを特徴とする、請求項1から請求項5の何れかに記載の方法。
- 測定計器により感知された輝度、並びに、雲及びその下に位置する大気層について作成された輝度間における関係を想定すると共に、ルックアップテーブルを実行することにより、雲の高度を判定するステップを含むことを特徴とする、請求項1から請求項6の何れかに記載の方法。
- 請求項1から請求項7の何れかに記載された様な、空の領域内の1つ以上の雲を特定及び追跡する方法を実行するための検出装置であって、前記領域は地上から観察され、前記装置は:
円錐状または凸状の湾曲した鏡面(11)を有する鏡(11)であり、該鏡面は、前記空の観察領域により放射される少なくとも幾つかの熱赤外線束を収集し、少なくとも1つの熱赤外線検出装置(12)へ方向を変えるために、前記少なくとも1つの熱赤外線検出装置(12)へ向かう前記鏡(11)、
設定された波長帯域内の前記束を感知可能な少なくとも1つのセンサを有する少なくとも1つの熱赤外線検出装置であり、各センサは、測定信号を放射する前記熱赤外線検出装置(12);
前記1つ以上のセンサにより放射される信号を処理するための手段(13);並びに、
地表面における空気の実際の気温及び実際の相対湿度を測定するための、前記処理手段に接続されている少なくとも1つの温度計(14)及び少なくとも1つの湿度計(15)を有し、
前記処理手段(13)は、前記装置及び前記1つ以上の雲の間の大気の影響を補正するために、前記測定の結果から、鉛直気温及び水蒸気分布を判定可能とする装置。 - 前記少なくとも1つの熱赤外線検出装置(12)は、赤外線放射を感知可能な複数の要素を有し、該感知可能な要素は、マトリックス状に配列されたマイクロボロメータであることを特徴とする、請求項8に記載の装置。
- 前記1つ以上のセンサにより放射される少なくとも前記の信号は、無線通信信号であり、前記処理手段(13)は、前記1つ以上のセンサにより放射される前記無線通信信号を受信するための受信手段を有することを特徴とする、請求項8または9に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの検出装置(12)を前記鏡(11)から離す距離をDとし、前記少なくとも1つの検出装置(12)の開口角をAとすると、前記鏡(11)は、D×tan(A/2)と少なくとも同等の半径Rを有することを特徴とする、請求項8から請求項10の何れかに記載の装置。
- 前記装置は、例えば、該装置の配置場所に関する計測データ等のデータを収集するために、及び/または、前記処理手段により得られる結果に関するデータを送信するために、GSM/GPRS/UMTS移動体ネットワーク上、固定回線ネットワーク上、または、Wi−Fi無線通信ネットワーク上でさえも通信するための手段を有することを特徴とする、請求項8から請求項11の何れかに記載の装置。
- 前記観察領域内の各雲の時刻t+△tにおける動き及び変化は、時刻tに得られたデータセットから判定され、そのデータセットは、請求項1から請求項7の何れかに記載の、空の領域内の1つ以上の雲を特定及び追跡するための方法により得られ、前記領域は、地上から観察されることを特徴とする、空内の1つ以上の雲の位置を予測するための方法。
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