Исследование гидрологического режима Горьковского водохранилища на основе альтиметрических данных 33-го трека спутника Jason-1 после маневра.

Изучение изменчивости гидрологического режима и состояния поверхности внутреннего водоема на примере Горьковского водохранилища за период с 2010 по 2012 г. проведено на основании данных 33 трека спутника Jason-1 после маневра. Согласно предложенной ранее авторами процедуре адаптивного ретрекинга проведено численное моделирование отраженных телеметрических импульсов на основе кусочно-постояннай модели акватории Горьковского водохранилища. В данной модели помимо областей воды и суши вдоль береговых линий располагаются слики шириной 30 м ( параметры рассеяния которых значительно превышают их значения для взволнованной водной поверхности.
Анализ форм телеметрических импульсов, полученных на основе моделирования позволил сформулировать критерии отбора телеметрических импульсов и провести модифицированную двухшаговую процедуру ретрекинга. На первом шаге (пороговый ретрекинг) грубо определяется точка прихода импульса по превышению определенного порога. На втором шаге (улучшенный пороговый ретрекинг), точки вблизи порога аппроксимируются функцией ошибок и параметры функции ошибок определяются на основе минимизации среднеквадратичных отклонений. Используется модифицированный алгоритм, при котором время прихода сигнала, определяется из алгоритма однопараметрической оптимизации. Модифицированный алгоритм оптимизации дает более точное значение для трековой точки (середины переднего фронта импульса, отраженного водой).
На основе SGDR базы данных спутника Jason-1 и применения метода адаптивного регионального ретрекинга было разработано специальное программное обеспечение и произведен расчет изменения уровня воды в Горьковском водохранилище. Проведено сравнение расчетных данных с измерениями гидропоста Юрьевец. Анализ показал существенное увеличение количества достоверных точек измерений, а также значительное улучшение корреляции спутниковых данных с наземными измерениями.
Произведен расчет существенной высоты волн (SWH) в Горьковском водохранилище посредством двухшагового адаптивного ретрекинга. Расчет параметра SWH для Горьковского водохранилища в период с мая 2010 года по март 2012 года показал, что значительная часть значений лежит в интервале от 40 см до 110 см, что существенно превышает характерную высоту волн в небольших водоемах. Аномально высокие значения SWH, полученные из альтиметрических данных, позволили предположить, что калибровка значений ширины переднего фронта альтиметрических импульсов, которая проводилась по данным морских буев, расположенных в открытом океана, не применима для внутренних водоемов, для которых характерны другие параметры поверхностного волнения. Для калибровки SWH во внутренних водоемах использованы результаты подспутниковых научных экспедиций на Горьковское водохранилище в августе-октябре 2011 года, в ходе которых измерялись высота волн, скорость приводного ветра и температура воздуха с помощью измерительной аппаратуры, размещенной на океанографической вехе Фруда. На основе калибровки значений SWH данными, полученными в ходе экспедиций, построены зависимости SWH в Горьковском водохранилище за исследуемый период.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект 11-05-97037-р_поволжье_а)