Изучение льдов Арктики средствами дистанционного зондирования (Лекция)

Арктические льды, являясь важной составляющей климатической системы Земли, в то же время могут служить и индикатором происходящих в этой системе изменений. В значительной мере важность роли морского льда в климатических процессах обусловлена наличием положительной обратной связи между изменениями температуры системы океан-атмосфера и площадью морских льдов. Морской лед имеет гораздо более высокое альбедо (>0,6), чем водная поверхность (~0,07), что определяет различие в уровнях поглощения поступающей солнечной энергии. Увеличение температуры должно вызывать усиление таяния льдов, что, в свою очередь, способствует увеличению количества поступающего в систему тепла, т.к. площадь льдов, имеющих высокое альбедо, сокращается, а площадь воды, имеющей существенно более низкое альбедо, увеличивается.
Наблюдающееся глобальное потепление и сокращение площади морских льдов в последние десятилетия определяют пристальное внимание к трансформации ледяного покрова Арктики, что требует его постоянного мониторинга. Такой мониторинг для обширных и удалённых районов Арктики может быть осуществлён только на основе дистанционных (спутниковых) наблюдений. В отличие от in situ наблюдений спутники, данные которых используются для изучения арктических льдов, обеспечивают ежедневное глобальное покрытие полярных территорий.
Основным источником данных о состоянии морских льдов и изменениях, происходящих с ледяным покровом Арктики, являются данные спутникового пассивного дистанционного зондирования в микроволновом диапазоне спектра, доступные с 1978 года. Помимо сказанного выше о важности спутниковых наблюдений, измерения в микроволновом диапазоне имеют ещё одно существенное преимущество, заключающееся в возможности измерений в любое время суток и при наличии облачности, что для Арктики является исключительно важным обстоятельством. Важным дополнением к измерениям в микроволновом диапазоне, проводимым по схеме пассивного дистанционного зондирования, являются измерения в том же диапазоне, но проведенные по схеие активного дистанционного зондирования — измерения, полученные со скаттерометров, а также измерения радаров с синтезированной апертурой. Для валидации результатов, полученных на основе измерений в микроволновом диапазоне используют также измерения в оптичексом диапазоне спектра. В лекции будут продемонстрированы примеры данных о ледяном покрове в различных диапазонах спектра, полученные с различных приборов и спутников, дан обзор способов извлеченя информации о ледяном покрове, преимуществах и недостатках различных источников данных.