Авария танкера Sanchi и нефтяное загрязнение Восточно-Китайского моря на изображениях РСА со спутников ALOS-2 и Sentinel-1B и MSI со спутника Sentinel-2

6 января 2018 года, иранский нефтяной танкер Sanchi, перевозивший 136 000 метрических тонн конденсата природного газа, столкнулся с грузовым судном CF Crystal в точке 30 ° 42′ с.ш., 124 ° 56 в.д. (Восточно-Китайское море). После столкновения на Sanchi возник пожар. Танкер дрейфовал около 8 дней и 14 января затонул в точке 28 ° 22′с.ш., 125 ° 55′ в.д. на глубине 115 м. К этому времени большая часть просочившегося конденсата, вероятно, испарилась и сгорела. Конденсат, остающийся в обломках, и бункерная нефть - топливо танкера (около 2000 тон) - представляли угрозу для морской экосистемы (Sun et al., 2018; Qiao et al., 2019). Суммарный объем бункерной нефти и конденсата при затоплении танкера на настоящий момент неизвестны. Площадь моря, с вытекающей из затонувшего танкера нефтью, определялась по спутниковым изображениям с высоким разрешением, полученным РСА со спутников ALOS-2 на волне 23 см, Sentinel-1B на волне 5,6 см и Cosmo-SkyMed на волне 3 см. Удельная эффективная площадь рассеяния (УЭПР) загрязненной поверхности моря меньше, чем у чистой и на изображениях РСА эти участки выглядели более темными. При отсутствии или частичной облачности нефтяная пленка регистрировалась по яркостным контрастам и на изображениях в видимом и ближнем ИК диапазонах, полученных мультиспектральной камерой MSI (MultiSpectral Instrument) со спутника Sentinel-2. Временная и пространственная изменчивость приводного ветра, существенно влияющая на дрейф и состояние нефти, изучалась по измерениям спутниковых скаттерометров и микроволновых радиометров, а облачность - по изображениям со спутников Terra, Aqua, SNPP, Landsat и др. Основное внимание в работе уделено анализу близких по времени изображений РСА PALSAR-2 с разрешением 2,5 м в полосе шириной 50 км и спектральных изображений MSI (12 полос в диапазоне 430-2190 нм) c разрешением 10-60 м в полосе шириной 290 км. 18 января изображения были получены с разницей во времени в 1 ч 13 мин в условиях частичной облачности при северо-восточном ветре со скоростью примерно 5 м/с. На изображениях PALSAR-2 выделяются две области морской поверхности, загрязненные нефтью. Значение УЭПР этих областей менялось от -26,5 до -21 дБ (тон от темного до светло-серого). На изображениях RGB, синтезированных при различном сочетании полос MSI, нефтяная пленка также идентифицируется по более высокой, относительно чистой поверхности воды, яркости. Сложная конфигурация нефтяных пятен вызвана, скорее всего, изменчивостью направления и скорости дрейфа в результате вариаций характеристик ветра, поверхностных и подповерхностных течений и поступления нефти с затонувшего танкера. Очертания пятен загрязнения на изображениях PALSAR-2 и MSI хорошо согласуются. Площадь северной области S1 равна примерно 230 км2, площадь южной S2 - примерно 65 км2. Оценки площади разлива значительно отличаются и зависят от источника данных о загрязнении. Оценки снизу по данным Sentinel-2 дают 270 км2 для S1 и 86 км2 для S2, что значительно выше общей площади загрязнения в 20,7 км2, найденной по спутниковым наблюдениям и в 160 км2 - по судовым (Sun et al., 2018). Очевидно, что оценки зависят от принятой методики выделения загрязненных участков (от величины контраста нефтяных пленок на фоне чистой поверхности моря). На изображениях MSI хорошо различимы узкие (10-30 м) протяженные (до 1-1,5 км) полосы нефти, разделенные лентами чистой воды, образованных, скорее всего, циркуляцией Ленгмюра. Обнаружены проявления эмульсии нефти с водой, которая существенно более устойчива к воздействию окружающей среды. В докладе также рассмотрены нефтяные пленки на изображениях COSMO-SkyMed за 16-18 января и Sentinel-1В за 20 января и результаты оперативного прогноза последствий катастрофы, полученные в научных организациях разных стран. Из рассмотрения совокупности спутниковой и сопутствующей информации об аварии танкера Sanchi за период 6-22 января, следует, что наибольшую ценность для снижения ущерба от загрязнения моря и прогноза эволюции нефтяных разливов имеют спутниковые изображения с высоким разрешением, визуализирующие положение разливов и динамических образований в океане (течений, вихрей, внутренних волн и др.), а также восстановленные по спутниковым данным поля приводного ветра. Подчеркнута необходимость оперативного зондирования разливов нефти РСА, оптическими сенсорами, скаттерометрами и микроволновыми радиометрами с различных спутников.
Авторы благодарят JAXA и METI за данные ALOS-2 и ESA за данные Sentinel-1B и Sentinel-2.
Работа выполнена при частичной поддержке целевой субсидией №18-I-010.
Работа выполнена в рамках госбюджетной темы рег. номер АААА-А17-117030110037-8.