Новый метод оценки сплоченности морского льда по данным измерений AMSR2 на ‎частоте 89 ГГц‎

Картирование ледяного покрова возможно лишь при помощи спутниковых измерений, ‎‎среди которых измерения ‎сканирующих многоканальных микроволновых радиометров ‎отличаются возможностью количественно ‎восстанавливать сплоченность ‎морского льда ‎‎(С) независимо от облачности и времени суток. Несмотря на большое количество методов ‎восстановления С, задача повышения точности ‎‏‏остается актуальной, поскольку даже в ‎стабильных условиях отсутствия таяния/замерзания разные методы дают разные ‎результаты в области кромки морского льда и в других областях, где С далека от 0 или ‎‎100%.‎
В данной работе рассматривается новый метод оценки сплоченности морского льда ‎по данным усовершенствованного японского радиометра Advanced Microwave Scanning ‎Radiometer 2 (AMSR2) со спутника GCOM-W1. Новый метод основан на использовании ‎высокочастотных каналов измерений AMSR2 (на 89 ГГц), и позволяет осуществлять ‎картирование морского льда с разрешением 3 на 3 км. Метод основан как на результатах ‎физического моделирования радиояркостных температур (Тя) системы океан – морской ‎лед – атмосфера, так и на анализе полей измерений AMSR2 в арктическом регионе.‎
Моделирование Тя ‎микроволнового излучения системы морской лед – океан – ‎атмосфера выполнено для диапазонов ‎атмосферных условий и параметров морского льда ‎и океана, характерных для Арктики. Для проведения модельных расчетов используются ‎данные ре-анализа Era-Interim для одного года измерений, обеспечивая тем самым ‎максимальный диапазон изменчивости геофизических параметров .‎
Анализ полей Тя на 89 ГГц – как расчетных, так и измеренных – позволил выбрать ‎оптимальную схему использования точек привязки для алгоритма (поляризационных ‎разностей в измерениях над открытой водой PD_W и над морским льдом PD_I), при ‎которой для PD_I используется фиксированное значение (эта возможность обусловлена ‎малыми вариациями PD_I) а для PD_W используется не фиксированное значение, а ‎значение, выбор которого определяется близостью к кромке морского льда. При этом ‎кромка льда определяется по пороговым значениям Тя на канале 6.9 ГГц вертикальной ‎поляризации.‎
Метод восстановления сплоченности имплементирован в Арктический портал ‎Лаборатории спутниковой океанографии (ЛСО). Предварительная обработка данных ‎AMSR2 Level 1R заключается в получении среднесуточных значений Тя на сетке 3 на 3 км ‎в арктической проекции EPSG:3413 из измерений в А- и В-сканах. С использованием ‎функционала портала по совместному анализу данных разного пространственного и ‎временного разрешения проведена верификация метода на основе сопоставления ‎результатов его применения с данными радиолокаторов с синтезированной апертурой ‎‎(РСА) Sentinel 1 A,B, снимками MODIS в оптическом диапазоне и картами морского льда ‎Норвежского метеорологического института.‎