ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. №3. С. 73-87

Особенности проявления на спутниковых радиолокационных изображениях корабельных следов в областях интенсивного цветения фитопланктона

М.И. Митягина1 , О.Ю. Лаврова1 
1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Рассматриваются вопросы, связанные с проявлением на спутниковых радиолокационных изображениях морской поверхности следов за движущимися надводными судами. Экспериментальную основу исследования составляют данные спутниковых радиолокаторов с синтезированной апертурой ASAR Envisat и SAR ERS-2. Помимо радиолокационных данных использовались данные видимого и ИК- диапазонов сенсоров MODIS Terra/Aqua, MERIS Envisat, TM Landsat-5 и ETM+ Landsat-7. На спутниковых радиолокационных изображениях, полученных нами при проведении регулярных спутниковых наблюдений акватории Балтийского моря, выявлены многочисленные случаи проявления следов за движущимися судами в виде узкой протяженной светлой полосы усиления обратно рассеянного сигнала. Проведены оценки пространственных и временных характеристик выявленных структур. Большой объем данных позволил провести обобщения и получить статистически достоверные результаты о пространственной и временной изменчивости проявлений корабельных следов этого типа. Установлено, что они являются относительно долгоживущими и обладают длинами в десятки, а иногда и в сотни километров. Отмечено наличие сезонной и межгодовой изменчивости их проявлений. На основе совместного анализа данных спутниковых радиолокаторов и спутниковых сенсоров видимого и ИК диапазонов определены возможные факторы, приводящие к формированию подобных радиолокационных образов корабельных следов, и сформулированы гипотезы для объяснения этого феномена. Выявлена связь между встречаемостью корабельных следов этого типа в радиолокационных изображениях и присутствием зон активного цветения фитопланктона.
Ключевые слова: спутниковые радиолокационные изображения, спутниковый мониторинг, морская поверхность, корабельные следы, фитопланктон, Балтийское море, цветение водорослей
Полный текст

Список литературы:

  1. Ермаков С.А., Капустин И.А. Экспериментальное исследование расширения турбулентного следа надводного судна // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. 2010. Т. 46. № 4. С. 565-570.
  2. Лаврова О. Ю., Костяной А. Г., Лебедев С. А., Митягина М. И., Гинзбург А. И., Шеремет Н. А. Комплексный спутниковый мониторинг морей России. М.: ИКИ РАН, 2011. 472 с.
  3. Лупян Е.А., Матвеев А.М., Уваров И.А., Бочарова Т.Ю., Лаврова О.Ю., Митягина М.И. Спутниковый сервис See the Sea - инструмент для изучения процессов и явлений на поверхности океана // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 2. С. 251-262.
  4. Митягина М.И., Лаврова О.Ю. Многолетний комплексный спутниковый мониторинг нефтяных загрязнений поверхности Балтийского и Каспийского морей // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т 9. № 5. С. 269-288.
  5. Fu L.-L., B. Holt. Seasat views oceans and sea ice with synthetic-aperture radar. JPL Publication 81-120. NASA and JET Propulsion Lab. C.I.T. 1982. 200 p.
  6. Hansson M., J. Öberg. Cyanobacterial blooms in the Baltic Sea. HELCOM Baltic Sea Environment Fact Sheets. 2009.  URL: http://www.helcom.fi/baltic-sea-trends/environment-fact-sheets/.
  7. Hansson M., J. Öberg. Cyanobacterial blooms in the Baltic Sea. HELCOM Baltic Sea Environment Fact Sheets. 2010.  URL: http://www.helcom.fi/baltic-sea-trends/environment-fact-sheets/.
  8. Hansson M., J. Öberg. Cyanobacterial blooms in the Baltic Sea. HELCOM Baltic Sea Environment Fact Sheets. 2011.  URL: http://www.helcom.fi/baltic-sea-trends/environment-fact-sheets/.
  9. Hennings I., Romeiser R., Alpers W., Viola A. Radar imaging of Kelvin arms of ship wakes // International Journal of Remote Sensing. 1999. Vol. 20. No. 13. P. 2519–254.
  10. Johansen M. Algae report number 13. 2010.  URL: http://www.smhi.se/en/Publications/algae-report-number-13-2010-1.14326.
  11. Johansen M., A.-T. Skjevik. Algae report number 11. 2009.  URL: http://www.smhi.se/en/Publications/algae-report-number-13-2010-1.14326.
  12. Kahru M., Elmgren R. Multidecadal time series of satellite-detected accumulations of cyanobacteria in the Baltic Sea // Biogeosciences. 2014. Vol. 11. P. 3619-3633.
  13. Lavrova O.Yu., Mityagina M.I., Bocharova T.Yu. Manifestation of ship wakes in satellite images in periods of intense algae bloom // Proc. of IEEE/OES Baltic Symposium 2014: Measuring and Modeling of Multi-Scale Interactions in the Marine Environment. Tallinn. 2014. 6 p.
  14. Mityagina M.I, Lavrova O.Yu. .Satellite survey in the Black Sea coastal zone // International Water Technology Journal. 2012. Vol. 2. Issue 1. P.67 – 79.
  15. Peltzer R.D., Griffin O.M., Barger W.R., Kaiser J.A.C. High-resolution measurements of surface-active film redistribution in ship wakes // Journal of Geophysical Research. 1992. Vol. 97. No. C4. P. 5231–5252.
  16. Pichel W. G., Clemente-Colón P., Wackerman C.C., Friedman K.S. Ship and wake detection // Synthetic Aperture Radar Marine User's Manual (Ed. C. R. Jackson J. R. Apel). 2004. P. 277-304.
  17. Reed A.M., Milgram J.H. Ship wakes and their radar images // Annual Review of Fluid Mechanics. 2002. Vol. 34. P. 469-502.
  18. Skjevik A.-T. Algae report number 13. 2010.  URL: http://www.smhi.se/en/Publications/algae-report-number-13-2010-1.14326 .
  19. Soloviev A., Gilman M., Young K., Brusch S., Lehner S. Sonar measurements in ship wakes simultaneous with TerraSAR-X overpasses // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2010. Vol. 48. P. 841–851.
  20. Wasmund N., Uhlig S. Phytoplankton trends in the Baltic Sea. // ICES Journal of Marine Science. 2003. Vol. 60. P. 177–186.
  21. Zilman G., A. Zapolski, M. Marom. The speed and beam of a ship from its wake’s SAR images // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2004. Vol. 42. P. 2335–2343.