Сравнительный анализ спутниковых и судовых данных о ледяном покрове в морях Российской Арктики

Устойчивый ледяной покров, характеризующийся высокой сезонной и межгодовой изменчивостью, ежегодно формируется на акватории морей Российской Арктики под действием суровых климатических условий, типичных для полярных регионов. Данные дистанционного зондирования Земли и судовых ледовых наблюдений являются важнейшими источниками информации о ледяном покрове. Ежедневные спутниковые изображения обеспечивают данные о ледяном покрове на всей акватории Северного Ледовитого океана, но позволяют определить ограниченный набор параметров. Данные специальных судовых наблюдений нерегулярны, но содержат подробнейшую информацию о важных характеристиках ледяного покрова: сплоченности льда, толщины, торосистости, разрушенности и т.д.
Для сравнения с данными визуальных наблюдений были использованы SSM/I снимки с информацией по общей сплоченности, рассчитанной по алгоритму NASA Team. При сравнении спутниковых изображений с судовыми данными, полученными в ходе 15 научных экспедиций в районе Баренцева, Карского, Лаптевых и Восточно-Сибирского морей были выявлены существенные различия. Наиболее ярко выраженные различия наблюдаются в районе кромки льда, они обуславливают погрешности в оценке общей сплоченности и ледовитости, что затрудняет их использование в решении практических и научных задач. В целом методы дистанционного зондирования недооценивают реальную сплоченность ледяного покрова: средняя ошибка составляет порядка 10%, как в летний, так и в зимний периоды. Статистический анализ сравнения двух источников информации проведен для различных градаций сплоченности, отдельно для зимнего и летнего сезонов, для сплоченности с учетом и без учета начальных видов льда.
В летний период в районе редких льдов SSM/I данные завышают общую сплоченность на 0.5-1 балл, в сплоченных - занижают, в среднем, на 2 балла. При вычитании из общей сплоченности, определенной с борта судна, начальных льдов средняя ошибка понижается до -3.4%. Зимой в редких льдах SSM/I данные переоценивают общую сплоченность на 1-2 балла, а в сплоченных льдах разница составляет 2 балла, также как и в летний период. Начальные льды в зимний период лучше определяются методами дистанционного зондирования, чем в летний период, и, следовательно, их вычитание из общей сплоченности не приводит к уменьшению средней ошибки.
Работа выполнена при поддержке совместной Российско-Германской Лаборатории полярных и морских исследований им. О. Шмидта (грант OSL-07-01) и РФФИ по проекту 11-05-12019-офи-м-2011.