Выявление вихревых структур в Каспийском море по спутниковым радиолокационным и оптическим данным за 1999-2006 гг. и 2019 г.

Каспийское море – самый крупный замкнутый водоём, вытянутый по меридиану на 1200 км и со средней шириной около 300 км, который принято разделять на три части: Северный, Средний и Южный Каспий. Максимальная глубина составляет чуть более 1000 м, при том что Северный Каспий имеет глубины не более 20 м. Определяющую роль в водном балансе водоёма играет речной сток. Наиболее крупные реки – это Волга, Урал, Терек, Сулак, Самур, Сефидруд и др. Каспийское море омывает берега пяти государств: России, Азербайджана, Ирана, Туркменистана и Казахстана. В экономике этих государств Каспийское море играет важную роль, так как здесь происходит активная добыча нефти и газа, развито судоходство, рыболовство и добыча морепродуктов, различных солей и минералов, а так же водоём активно эксплуатируется в качестве рекреационного ресурса. В силу внушительной антропогенной нагрузки и особенностей гидрологии и морфологии объекта создается ряд экологических и водохозяйственных проблем. Известно, что динамические процессы оказывают влияние на транспорт морских загрязнений. Поэтому основной целью в этой работе было выявление вихревых структур в Каспийском море как на радиолокационных, так и на оптических спутниковых данных за период с 1999 по 2006 гг. и 2019 г. За период с 1999-2006 год и 2019 год был проанализирован существенный массив данных. Только для Южного Каспия было проанализировано 2623 сцены высокого разрешения в оптическом диапазоне. Инструментом для анализа спутниковых данных служил информационный портал «See The Sea», разработанный сотрудниками ИКИ РАН. Основные спутниковые данные были получены с космических аппаратов Landsat-5 (ТМ), Landsat-7 (ETM+), Sentinel-2A/2B (MSI) и Landsat – 8 (OLI). Было выявлено существенное превосходство 2019 года по количеству сцен - в среднем более 60 ежемесячно против 15 в предыдущие года. Около 50% сцен от полученных данных покрыты облачностью в силу сложных синоптических условий над акваторией Каспийского моря - частой сменой воздушных масс во все сезоны года. Среди безоблачных сцен в среднем на 20-30 % сценах встречаются вихревые структуры. По результатам анализа полученных данных отмечается преобладание субмезомасштабных циклонов и антициклонов. В целом, в летний период количество вихревых структур больше чем в зимний. Было отмечено, что вихревые структуры в основном встречались в шельфовой зоне Каспийского моря. Более интенсивное вихреобразование наблюдается в Южном Каспии. Основные причины их образования: поступление речного стока, сложная донная и береговая топография, завихренность ветрового поля, сдвиговая неустойчивость на периферии основных элементов циркуляции. Для каждой части Каспийского моря были выделены основные районы вихреобразования.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РНФ № 19-77-20060. Обработка и анализ спутниковых данных осуществлялись с использованием возможностей Центра коллективного пользования «ИКИ-мониторинг» с помощью информационной системы "See The Sea”