Исследование биогенных пленок и концентрации хлорофилла-а в Атлантической Антарктике по спутниковым и судовым данным

С декабря по март в 2021-2022 гг. в Атлантическом секторе Антарктики была реализована комплексная экспедиционная программа, в рамках которой производились как судовые, так и спутниковые исследования морских экосистем [1]. Объектами исследований были, в том числе, процессы цветения микроводорослей и образования биогенных плёнок. Настоящая работа посвящена исследованию особенностей проявления этих процессов в спутниковых радиолокационных данных в районе, охватывающем пролив Брансфилд, Бассейн Пауэлла и прилежащие акватории. Радиолокационная съёмка этого района выполнялась спутниками Sentinel-1A/B на горизонтальной поляризации (для большинства других районов Мирового океана съёмка выполняется на вертикальной поляризации). В качестве дополнительных данных привлекались распределения концентрации хлорофилла-а, полученные по данным спутниковых радиометров MODIS-Aqua, MODIS-Terra, VIIRS-SNPP (https://oceancolor.gsfc.nasa.gov/), а также по данным судовых измерений (с помощью проточного лазерного флуориметра [2]). Также привлекались спутниковые и модельные данные о пространственном распределении температуры морской поверхности и сплочённости морского льда (информационный продукт NOAA Optimum Interpolation Sea Surface Temperature – OISST) [3].
В результате исследования показано, что радиолокационные изображения, формируемые спутниками Sentinel-1A/B на поляризации HH в регионе Атлантическая Антарктика (который характеризуется специфическими гидрометеорологическими условиями) позволили наблюдать пространственно-временную динамику биогенных плёнок, связанных с цветением водорослей. Установлено, что средний контраст УЭПР морской поверхности, загрязнённой биогенными плёнками, составил приблизительно –5.2 дБ (обработано 349 радиолокационных изображений). В декабре 2021 г. наиболее часто полигоны скопления биогенных пленок регистрировались у Антарктического полуострова, в январе 2022 г. - в бассейне Пауэлла, реже биогенные пленки встречались в проливе Брансфилд. Выявлена интенсификация образования пленок биогенного происхождения в январе 2022 г., которая может быть объяснена освобождением значительных площадей акватории от морского льда.
Пространственное распределение биогенных плёнок, зарегистрированных по спутниковым радиолокационным данным, проанализировано совместно с судовыми и спутниковыми оптическими данными о концентрации хлорофилла-а. Для этого использовалась геоинформационная система комплексного мониторинга Атлантической Антарктики [4]. Совместный анализ в целом продемонстрировал адекватность полученного комплекса спутниковых и подспутниковых данных и результатов их обработки. Полученные результаты указывают на перспективы спутникового радиолокационного мониторинга биогенных плёнок в Атлантической Антарктике.
Работа выполнена в рамках выполнения государственного задания № FNEE-2022-0006 и FNNN-2022-0001.