Двадцать первая международная конференция "СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
XXI..429
Анализ сплоченности ледяного покрова в Карском море по данным спутника SMOS
Тихонов В.В. (1,2,3), Алексеева Т.А. (3,1), Афанасьева Е.В. (3,1), Соколова Ю.В. (3,1), Хвостов И.В. (2), Романов А.Н. (2)
(1) Институт космических исследований РАН, Моква, Россия
(2) Институт водных и экологических проблем СО РАН, Барнаул, Россия
(3) Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт (ААНИИ), Санкт-Петербург, Россия
Мониторинг ледяного покрова морей российской Арктики может выполняться только с использованием средств дистанционного зондирования, расположенных на современных искусственных спутниках Земли. В отличие от датчиков, работающих в видимом и инфракрасном диапазоне, использование данных спутниковой микроволновой радиометрии позволяет получать информацию о состоянии арктического морского льда в любое время суток, при любых метеорологических условиях (Заболотских и др., 2023; Тихонов и др., 2016).
Однако применяемые в настоящее время алгоритмы восстановления сплоченности и площади морского ледяного покрова из данных пассивного микроволнового зондирования по разным причинам дают существенные погрешности, особенно в летний период, а также в прикромочных зонах и в районах редких льдов (Алексеева и др., 2020, 2022; Alekseeva et al., 2019). Одной из причин этих погрешностей является использование в современных спутниковых радиометрах относительно высокочастотных каналов (от 7 ГГц и выше), которые не позволяют принимать микроволновой излучение из глубины снежно-ледовой толщи.
Радиометр MIRAS (Microwave Imaging Radiometer using Aperture Synthesis) установленный на спутнике Европейского космического Агентства SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity), запущенном в 2009 году, принимает излучение на частоте 1.4 ГГц (вертикальная и горизонтальная поляризация). Прием излучения на этой частоте позволяет радиометру MIRAS получать данные с более глубоких слоев ледяного покрова, чем другими современными спутниковыми радиометрами (McMullan et al., 2008; Oliva et al., 2020).
В докладе представлены предварительные результаты сравнения динамики яркостной температуры одной из областей Карского моря, измеренной радиометром MIRAS с данными о сплоченности ледяного покрова, полученной по изображениям видимого диапазона и радиолокационным снимкам за период 2019-2021 гг . Для этого были использованы данные видимого диапазона прибора MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) спутника Terra (https://worldview.earthdata.nasa.gov/). При дешифрировании использовались композитные изображения c разрешением 250 метров, составленные из каналов: Band 1: 0,62 – 0,67 мкм, Band 4: 0,545 – 0,565 мкм, Band 3: 0,459 – 0,479 мкм. Радиолокационные снимки были получены со спутника Sentinel-1 (http://north.seaice.dk) с разрешением 300х300 м и 1000х1000 м. Сравнение и анализ данных показал, что яркостная температура очень чувствительна к изменениям состояния морского льда (таяние, замерзание) и хорошо коррелирует со сплоченностью ледяного покрова. Полученные результаты показывают возможность использования данных радиометра MIRAS спутника SMOS для оценки состояния морского ледяного покрова Арктики, а также позволяют приступить к разработке методики анализа характеристик морского льда по этим данным.
Данная работа была поддержана Российским научным фондом, грант № 23-17-00161.
Ключевые слова: спутниковая микроволновая радиометрия, яркостная температура, сплоченность морского льда, видимый и ИК диапазон
Литература:
- Алексеева Т. А., Раев М. Д., Тихонов В. В., Соколова Ю. В., Шарков Е. А., Фролов С. В., Сероветников С. С. Сравнительный анализ площади морского льда в Арктике, полученной по данным спутниковой микроволновой радиометрии (алгоритм VASIA2), с ледовыми картами ААНИИ // Исследование Земли из космоса. 2020. № 6. С. 17-23. DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-5-269-278
- Алексеева Т.А., Соколова Ю.В., Афанасьева Е.В., Тихонов В.В., Раев М.Д., Шарков Е.А., Ковалев С.М., Смоляницкий В.М. Влияние загрязненности морского льда на ошибки в определении сплоченности в период таяния по данным спутниковой микроволновой радиометрии // Исследование Земли из космоса. 2022. № 5. С. 30-46. DOI: 10.31857/S0205961422050037
- Заболотских Е. В., Хворостовский К. С., Животовская М. А., Львова Е. В., Азаров С. М., Балашова Е. А. Спутниковое микроволновое зондирование морского льда Арктики. Обзор // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 1. С. 9–34. DOI:10.21046/2070-7401-2023-20-1-9-34
- Тихонов В. В., Раев М. Д., Шарков Е. А., Боярский Д. А., Репина И. А., Комарова Н. Ю. Спутниковая микроволновая радиометрия морского льда полярных регионов. Обзор. // Исследование Земли из космоса. 2016. № 4. С. 65-84. DOI:10.7868/S0205961416040072
- Alekseeva T., Tikhonov V., Frolov S., Repina I., Raev M., Sokolova J., Sharkov E., Afanasieva E., Serovetnikov S. Comparison of Arctic Sea Ice Concentrations from the NASA Team, ASI, and VASIA2 Algorithms with Summer and Winter Ship Data // Remote Sensing. 2019. Vol. 11. No. 21. 2481. https://doi.org/10.3390/rs11212481
- McMullan K.D., Brown M.A., Martín-Neira M., Rits W., Ekholm S., Marti J., Lemanczyk J. SMOS: The payload. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2008. V. 46. No. 3. P. 594–605. DOI:10.1109/TGRS.2007.914809
- Oliva R., Martín–Neira M., Corbella I., Closa J., Zurita A., Cabot F., Khazaal A., Richaume P., Kainulainen J., Barbosa J., Lopes G., Tenerelli J., Díez-García R., González–Gambau V., Crapolicchi R. SMOS Third Mission Reprocessing after 10 Years in Orbit // Remote Sensing. 2020. Vol. 10, No. 12. P. 1645. 24 p. https://doi.org/10.3390/rs12101645
Презентация доклада
Видео доклада
Дистанционное зондирование криосферных образований
294