Динамические явления в океане и морской лед в северо-западной части Тихого океана на изображениях РСА дециметрового диапазона со спутника ALOS-2

Северо-западная часть Тихого океана характеризуется значительной сезонной и синоптической изменчивостью океанических и атмосферных явлений. Пассивные микроволновые измерения со спутников обеспечивают слежение за изменениями состояния системы океан-атмосфера независимо от времени суток и облачности с пространственным разрешением единицы-десятки километров. Изображения океана в видимом и инфракрасном (ИК) диапазонах с разрешением в десятки-сотни метров выявляют тонкую структуру полей ТПО и концентрации хлорофилла (биофизических параметров), но только при отсутствии облаков. На изображения РСА, работающих в диапазоне дециметровых волн, облачность и осадки не влияют, что в сочетании с разрешением от единиц до 100 м и чувствительностью к характеристикам шероховатости подстилающей поверхности обеспечивает получение сведений о динамических явлениях, как в прибрежной зоне, так и в открытых районах океана. В работе рассмотрены изображения зоны взаимодействия Куросио и Оясио, Курильских проливов, прибрежных и открытых районов азиатских окраинных морей, полученные в L-диапазоне РСА PALSAR-2 со спутника Японии ALOS-2 в 2015-2018 гг. На изображениях выявлены и интерпретированы сигнатуры как океанических (течения, вихри и вихревые цепочки, ветровые и внутренние волны, зыбь, природные и антропогенные пленки, разливы нефти, морской лед и др.), так и атмосферных (фронты, мезомасштабные конвективные гряды и ячейки, атмосферные гравитационные волны, дождевые ячейки и др.) явлений.
Для интерпретации РСА сигнатур привлекались видимые и ИК изображения со спутников SNPP, Landsat-7/-8, Terra и Aqua, яркостные температуры в микроволновом диапазоне со спутников GCOM-W1 и GPM, синоптические карты и карты подводной топографии и др. Рассмотрены проявления океанических фронтов, синоптических и мезомасштабных вихрей на РСА- и ИК-изображениях зоны Куросио-Оясио, полученных при ясной погоде. Максимальные градиенты ТПО отмечались на границах теплых и холодных вихрей. Фронтальные зоны регистрировались на изображениях РСА в виде ярких и светлых узких полос. Их контраст зависел также от скорости течений, скорости ветра, от угла между направлением зондирования и направлением течения и др. Мелкомасштабные вихри визуализировались на изображениях РСА в виде темных по тону спиральных циклонических полосах, возникавших в узких зонах конвергенции, где концентрация биогенных пленок возрастала, и мелкомасштабное волнение было подавлено. По темному тону обнаруживались и нефтяные разливы. На изображении PALSAR-2 за 18 января 2018 года зарегистрирован разлив, образовавшийся в результате столкновения иранского танкера Sanchi, перевозившего в Корею почти 1 млн. тонн сверхлегкой нефти (конденсата), с китайским сухогрузом. Столкновение произошло 6 января в 300 км от Шанхая. Фронты течения явились естественной преградой для проникновения нефти в воды Куросио. Темный тон на изображении РСА имеет и ледяное сало, которое обладает высокой вязкостью и гасит мелкомасштабное волнение. Ледяное сало наблюдались у побережья, у кромки льда, в вихревых образованиях и в открытом море. Темные пятна и полосы, вытянутые по ветру, показывают структуру ледяного покрова, формирующегося залива Петра Великого на изображении РСА за 30 декабря 2017 г. Совместный анализ изображений морской поверхности, полученных PALSAR-2, другими спутниками и измерений береговых станций повышает надежность интерпретации радиолокационных сигнатур.
Данное исследование частично финансировалось Комплексной программой фундаментальных научных исследований ДВО РАН "Дальний Восток" (проект № 18-1-010). Авторы благодарят Японское аэрокосмическое исследовательское агентство JAXA и METI за предоставление данных спутника ALOS-2.