Моделирование излучательных характеристик ледяного покрова Арктического региона для решения задач спутниковой микроволновой радиометрии.

Исследования пространственно-временных особенностей распределения ледового покрова Арктического региона позволяют контролировать глобальные изменения окружающей среды, влияющие на нее природные и антропогенные факторы, а также прогнозировать погоду, возможности судоходства и рыболовства, добычи полезных ископаемых на шельфе и т.п. Контактные методы наблюдения не всегда позволяют решить эту задачу, кроме того, эти наблюдения связаны с огромными техническими трудностями и являются небезопасными. Поэтому, наиболее применимыми методами мониторинга являются дистанционные методы исследования состояния ледового покрова. Среди них - исследования ледового покрова по данным пассивного микроволнового зондирования с целью определения пространственного распределения, типов, толщины и заснеженности льда.
В докладе рассмотрена модель взаимодействия микроволнового излучения со слоистой средой, разработанная авторами. Входными параметрами модели являются реальные характеристики льда и снега, что позволит использовать ее для интерпретации данных дистанционного зондирования ледового покрова. Согласно модели, в общем случае, - ледовый покров представляется сплошной слоистой средой, где каждый слой имеет свои физические параметры (температуру, плотность, концентрации воздушных пор и пор, заполненных рассолом, распределение пор по размерам, а также характеристики снежного покрова). Электродинамические свойства каждого слоя определяются из разработанной авторами модели эффективной диэлектрической проницаемости среды. Данная модель позволяет учесть эффекты рассеяния электромагнитного излучения на неоднородностях среды (в данном случае - воздушные поры и поры, заполненные рассолом, снежные зерна и водяные включения). Такой подход позволяет провести идентификацию сплоченности льда, а также заснеженность ледяной поверхности из спутниковых данных.
Особое внимание в докладе уделено сравнению между спутниковыми данными и данными попутных наблюдений. С этой целью используется массив наблюдений за морским льдом Арктического и Антарктического научно-исследовательского института полученный в 2004-2009 гг. с борта российских судов. В качестве спутниковых данных используется база данных GLOBAL–T программы DMSP накопленная и постоянно обновляющаяся в отделе «Исследований Земли из космоса» ИКИ РАН. К настоящему моменту накопленную информацию в основном составляют данные непрерывных измерений в период 1995 – 2010 гг., выполненных на аппаратах F10 – F17 серии DMSP.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 11-05-12019-офи-м-2011).