Возможность применения интерполяции по времени для заполнения пробелов в рядах спутниковых наблюдений за температурой поверхности воды оз. Байкал

При исследовании оз. Байкал, имеющего площадь акватории в 31,7 тыс. км², использование дистанционных методов является незаменимым инструментом и позволяет изучать озеро как целостный географический объект, следя за состоянием всего водоёма и получая пространственно-временную информацию о происходящих в нём лимнических процессах. Одним из важнейших гидрофизических параметров, определяемых с применением спутниковых данных, является температура поверхности воды, которая относится к важным параметрам состояния экосистемы озера и позволяет оценивать климатические изменения.
В рамках исследования были использованы данные радиометра AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer). Для исследования отобрана серия малооблачных снимков за период открытого водоёма в 2015 г. По отобранным снимкам были составлены картосхемы температуры поверхности оз. Байкал. Для оценки и картографирования температуры озера по данным AVHRR применялись адаптированные для региональных условий алгоритмы, которые позволяют определять температуру с точностью до 0,4 °С в ночное время суток, и до 0,3 °С - в дневное время (Сутырина, 2014).
При изучении распределения температуры поверхности воды по данным тепловых инфракрасных каналов приборов дистанционного зондирования серьезной помехой является облачность. Поэтому основное внимание в работе уделено изучению возможности восстановления пробелов в рядах спутниковых наблюдений за температурой поверхности оз. Байкал по данным радиометра AVHRR с применением интерполяции.
Методом линейной интерполяции по времени восстановлены данные о распределении температуры поверхности озера и проведено сравнение полученных в результате интерполяции картосхем с опорными картосхемами, составленными по региональным алгоритмам непосредственно по снимкам AVHRR. Показано, что при незначительном, не превышающем 1,3 часа расхождении по времени суток результата интерполяции и использовавшихся для интерполяции спутниковых данных можно восстанавливать значения температуры поверхности воды оз. Байкал со средней абсолютной ошибкой не более 1 °С. Влияние сдвига по времени суток на точность интерполяции связана с суточной изменчивостью температуры поверхности озера. По данным AVHRR был установлен размах среднего по акватории оз. Байкал значения температуры поверхности, который может достигать за сутки практически 3 °С в июне и 4 °С – в июле, что хорошо согласуется с работой (Хромов, Петросянц, 2012), где показано, что суточная амплитуда температуры поверхности крупных водоёмов в умеренных широтах составляет около 2-5 °С.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, проекты № 17-29-05045 и № 17-29-05047.