Мониторинг Арктического региона со спутников Арктика-1М, GCOM-W1, GPM, Метеор-М № 2-2, Sentinel-1A и Aqua по измерениям в видимом, инфракрасном и микроволновом диапазонах

Специфика Арктического региона обуславливает необходимость широкого использования данных спутникового дистанционного зондирования для получения оперативной и научной информации о состоянии и изменчивости характеристик поверхности и атмосферы. В феврале 2021 года на высокоэллиптическую (ВЭ) орбиту был запущен космический аппарат (КА) Арктика-М № 1 с многоканальным сканирующим устройством гидрометеорологического обеспечения МСУ-ГС. МСУ-ГС принимает излучение поверхности Земли и облачности в 10 спектральных каналах в видимом и инфракрасном (ИК) диапазонах. МСУ является оперативным источником данных о динамических процессах в окружающей среде с временным разрешением 15-30 минут. При изучении характеристик поверхности существенным ограничением, однако, является облачность, вероятность которой в некоторых районах Арктики достигает 80 %. Для многих приложений, помимо изображений конкретных районов, необходимы количественные значения параметров арктической среды независимо от наличия облачности и времени суток (освещенности). К ним, например, относятся скорость приводного ветра, температура поверхности океана (ТПО), скорость и направление дрейфа льда, сплоченность льда, площадь зон таяния материковых льдов, тип и интенсивность твердых и жидких осадков, содержание в облаках капельной влаги и водяного пара в атмосфере и другие геофизические параметры. Источником сведений об этих параметрах являются наблюдения с полярно орбитальных спутников различных стран, которые выполняются микроволновыми сканирующими радиометрами, скаттерометрами, радарами различных типов и находятся в открытом доступе. В докладе представлены результаты совместного анализа видимых и ИК изображений со спутника Арктика-М № 1, полученных 23 и 29 марта, 4-5 апреля, 12 мая, 15 июля, 10 сентября и за другие даты, и пассивных и активных микроволновых измерений со спутников GCOM-W1, GPM, Метеор-М № 2-2, SNPP, Sentinel-1A/-1В, MetOp-A и др. Результаты интерпретации изображений со спутника Арктика-М № 1 сопоставлены также с хорошо калиброванными спектральными видимыми и ИК- изображениями с полярно-орбитальных спутников (Terra, Aqua, SNPP, NOAA-20 и др.), обеспечивающих в совокупности весьма высокое временное и пространственное разрешение выбранной для исследование области, и с наземными метеорологическими наблюдениями, картами приземного анализа, данными моделирования переноса излучения и пр. Приведены примеры восстановления полей параметров подстилающей поверхности (океан, морские и материковые льды) и атмосферы в различных синоптических ситуациях (внетропические и полярные циклоны, холодные вторжения, зоны мезомасштабной организованной конвекции и др.), показывающие как высокую эффективность сочетания различных видов спутниковых данных, так и настоятельную необходимость их совместного анализа, оперативного и научного использования.
Работа выполнена при поддержке Российского Научного Фонда (проект 20-17-00179).