Расчет полей скорости поверхностных морских течений по данным спутникового зондирования

Поля скорости поверхностных течений являются одним из важнейших параметров
при изучении океанических процессов. Они используются для ассимиляции в
прогностических моделях, мониторинга распространения нефтяных загрязнений и
многих других вопросах. Однако имеющиеся на сегодняшний день контактные измерения в силу низкого пространственного и временного разрешения не удовлетворяют требованиям большинства задач.
Альтернативой могут быть данные спутникового зондирования океанической
поверхности. Геострофическая компонента скорости может быть получена с использованием спутниковых альтиметрических измерений при помощи уравнения геострофического баланса. Еще одним источником данных являются серии
изображений морской поверхности в ИК и оптическом диапазонах, относящиеся к
небольшому временному интервалу. Методы, позволяющие рассчитывать
поля скорости по таким сериям, стали активно развиваться в семидесятых годах
прошлого века и на сегодняшний день позволяют во многих ситуациях производить
расчеты с достаточно высоким качеством. Большая часть из них основана на решении уравнения оптического потока или поиске максимально коррелирующих небольших фрагментов от изображения к изображению.
В данной работе представляются результаты расчетов по реализациям методов
вариационной ассимиляции данных и максимальной кросс-корреляции с использованием данных радиометров AVHRR, установленных на спутниках серии NOAA и относящихся к акватории Черного моря. Обсуждаются особенности обоих методов, описывается алгоритм препроцессинга изображений, проводится сравнение полученных полей с полями геострофической скорости, рассчитанными по альтиметрическим данным, а также сопоставление с данными, полученными при помощи дрейфующих буев.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, грант № 16-35-00447, работа Кубрякова А.А. выполнена при поддержке гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых - кандидатов наук МК-5787.2015.5