Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)

Четырнадцатая Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса"

Участие в Двенадцатой Всероссийской научной школе-конференции по фундаментальным проблемам дистанционного зондирования Земли из космоса Участие в конкурсе молодых ученых 

XIV.A.228

Сезонные вариации микроволнового излучения акватории Карского моря по данным спутника SMOS

Романов А.Н. (1), Хвостов И.В. (1), Кобелев В.О. (2), Печкин А.С. (2), Печкина Ю.А. (2)
(1) Институт водных и экологических проблем СО РАН, Барнаул, Российская Федерация
(2) Научный центр изучения Арктики, Надым, Российская Федерация
Важнейшим фактором гидрологического режима Карского моря является материковый сток. Линзы опресненных вод, основными источниками которых является сток рек Обь и Енисей, а также талые воды, занимают значительную часть акватории Карского моря [1-3]. Соответственно с этим, соленость поверхностных вод Карского моря, меняется в пределах от 3-5 в южной – до 33-34 промилле в северной частях моря. Пространственное распределение солености на поверхности Карского моря, различное в разные сезоны года, оказывает заметное влияние на вариации микроволнового излучения подстилающей поверхности.
В данной работе оценены вариации радиояркостных температур акватории Карского моря. Расчет солености воды в Карском море осуществлен по данным спутника SMOS (продукт L1C) с использованием результатов лабораторных измерений диэлектрических характеристик образцов воды, отобранных в Обской губе и проливе Малыгина. Объектом исследования являлись акватория Карского моря между о. Новая Земля и полуостровом Ямал и Обская губа. Тестовые участки различались по продолжительности существования и толщине ледяного покрова, температуре и солености воды.
Для определения значений радиояркостных температур использовались данные SMOS (продукт L1С) [4], измеренные на частоте 1.41 ГГц под углом зондирования 42.5º и откалиброванные в единицах радиояркостных температур. Данные L1C привязаны к дискретной геодезической сетке DGG ISEA 4H9 [5]. В полевом эксперименте производился отбор проб воды на тестовых участках в проливе Малыгина и Обской губе. В лабораторных условиях определялись на частоте 1.41 ГГц диэлектрические характеристики воды. По данным диэлектрических измерений рассчитывались коэффициенты излучения для угла визирования 42.5 град. Устанавливались зависимости коэффициентов излучения воды от температуры и солености. По результатам полевых и лабораторных измерений рассчитывались радиояркостные температуры, которые сравнивались с данными SMOS.
Динамика изменений радиояркостных температур акватории Карского моря исследовалась на вертикальной (V) и горизонтальной (H) поляризациях. Выделено четыре временных интервала, в каждом из которых радиояркостные характеристики зависят от наличия льда, его толщины, температуры, солености, температуры и солености воды.
1. В период положительных температур значения радиояркостных температур акватории Карского моря изменяются в пределах 80-95, 120-135 К (H и V поляризации), зависят от температуры и солености воды. С использованием спутниковых, полевых, лабораторных данных предложен алгоритм дистанционной оценки опресненности воды в Карском море.
2. Значительную часть года Карское море закрыто льдом разной толщины, сроки образования и таяния которого в разных участках Карского моря различны. В этот период значения радиояркостных температур, изменяющиеся на H и V поляризациях в пределах 190-240 и 220-255 К, обусловлены различием температуры и солености воды, наличием ледяного покрова разной толщины, радиоизлучательные характеристики которого зависят от температуры и солености льда. Отмечены отдельные вариации, достигающие 90-100 К, возможными причинами которых является появление открытых участков воды в результате ледокольной проводки нефтеналивных танкеров, наличие незамерзшей соленой воды в порах льда и лежащего на его поверхности фирна.
3. В период интенсивного таяния льда радиояркостная температура водной поверхности с ледяным покровом нестабильна и характеризуется значительными перепадами. Значения радиояркостных температур понижаются с 190-240 до 80–95 и с 220-255 до 120–135 К на H и V поляризациях. Наблюдаемые перепады достигают 60-70 К и связаны с возникновением снежниц на поверхности льда, разрушением ледяного покрова, появлением открытых участков воды и, соответственно, разным соотношением площадей, занятых открытой водой и льдом.
4. В период появлением ледяного покрова на поверхности моря вариации радиояркостной температуры акватории достигают 100-130 К.
Данные SMOS получены в рамках проекта ESA № 4747 «Remote mapping of Siberian saline soils». Экспедиционное обследование территории выполнено при финансовой поддержке грантов РФФИ № 15-05-05018, 16-45-890664.

Ключевые слова: микроволновое излучение, радиояркостная температура, спутник SMOS, соленость воды, Карское море.
Литература:
  1. Маккавеев П.Н., Стунжас П.А., Хлебопашев П.В. О выделении вод Оби и Енисея в распресненных линзах Карского моря в 1993 и 2007 г.//Океанология. 2010. Т. 50. № 5. С. 740-747.
  2. Завьялов П.О., Ижицкий А.С., Осадчиев А.А., Пелевин В.В., Грабовский А.Б. Структура термохалинных и биооптических полей на поверхности Карского моря в сентябре 2011 г. //Океанология. 2015. Т. 55. № 4. С. 514-525.
  3. Зацепин А. Г., Завьялов П. О., Кременецкий В.В., Поярков С.Г., Соловьев Д.М. Поверхностный опресненный слой в Карском море 2010 г. // Океанология, 2010, том 50, № 5, с. 698–708.
  4. Gutierrez A. Castro R. SMOS L1 Processor L1c Data Processing Model / SO-DS-DME-L1PP-0009. Issue 2.7. 31 May 2010.
  5. Sahr K. White D. Kimerling A.J. Geodesic Discrete Global Grid Systems // Cartography and Geographic Information Science. 2003. V. 30. № 2. P. 121-134.

Презентация доклада

Методы и алгоритмы обработки спутниковых данных

46