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. 2015. Т. 12. № 2. С. 91-99

Приземные микроволновые радиометрические измерения ледяного покрова оз. Байкал

Г.С. Бордонский1 , А.А. Гурулев1 , А.О. Орлов1 , П.Ю. Лукьянов1 , С.В. Цыренжапов1 
1 Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН, Чита, Россия
Интерес к изучению ледяного покрова оз. Байкал микроволновыми методами связан с развитием систем РСА и уникальностью данного водоема. В настоящее время для измерений в основном используется радарный (активный) метод, что определяется его высоким пространственным разрешением. Однако радиометрический (пассивный) метод может дать принципиально иную информацию о состоянии ледяного покрова по сравнению с активным методом. Это связано с тем, что интенсивность радиотеплового излучения существенно зависит от увлажнения льда и состояния переходных слоев на границах сред. С другой стороны, интенсивность обратного рассеяния определяется неоднородностями объекта, размеры которых сравнимы с длиной волны излучения. Существующие спутниковые пассивные микроволновые системы имеют приблизительно в тысячу раз худшее пространственное разрешение. Поэтому в настоящей работе исследовались возможности микроволновых приземных радиометрических измерений при установке приборов на легкомоторный летательный аппарат – дельталет и судно на воздушной подушке. Это позволило достичь сравнимого с РСА пространственного разрешения. Выполнены измерения радиотеплового излучения ледяного покрова оз. Байкал на длинах волн 3 см; 2,3 см и 8,8 мм. Пространственное разрешение при приземных измерениях составляло ~ 1–20 м. Были выявлены области загрязнения льда выносами р. Селенга и возможным размножением планктонных организмов вблизи береговой зоны. При измерениях на близких длинах волн – 3 см и 2,3 см – обнаружены области льда со структурными неоднородностями по уменьшению коэффициента корреляции радиояркостной температуры. Наблюдали вариации радиояркости, определяемые неоднородностью толщины из-за неровностей верхней границы льда, а также области с отсутствием таких неровностей. Предполагается наблюдение и других разнообразных особенностей структуры ледяного покрова, например, участков донного газоотделения при захвате газов в лед. Представляется, что совместные приземные радиометрические и спутниковые РСА измерения позволят получить более полную информацию о состоянии природной среды Байкальского региона.
Ключевые слова: микроволновый диапазон, радиометрические измерения, ледяной покров, ледяные структуры, озеро Байкал
Полный текст

Список литературы:

  1. Аврорин А.В., Айнутдинов В.M., Балканов В.А., Белолаптиков И.А., Богородский Д.Ю. Байкальский глубоководный нейтринный телескоп НТ-200+. Препринт ИЯИ РАН 1265/2010. 2010. 23 c.
  2. Бордонский Г.С. Причины возникновения становых трещин в ледяных покровах озер // География и природные ресурсы. 2007. № 2. С. 69–76.
  3. Бордонский Г.С., Гурулев А.А., Орлов А.О., Цыренжапов С.В. Различие картин радарных и радиометрических измерений (на примере ледяного покрова эвтрофированного озера) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 2. С. 228–240.
  4. Бордонский Г.С., Крылов С.Д. Мониторинг состояния озер по радиотепловому излучению ледяного покрова // География и природные ресурсы. 1994. № 1. С. 170–175.
  5. Бордонский Г.С., Крылов С.Д. О природе кольцевых образований на спутниковых снимках ледяного покрова озера Байкал // Исследование Земли из космоса. 2014. № 4. С. 27-31.
  6. Гурулев А.А., Крылов С.Д. Использование радиотеплового излучения для контроля загрязнения дельты реки Селенги // География и природные ресурсы. 2004. № 1. С. 72–75.
  7. Оболкина Л.А., Бондаренко Н.А., Дорощенко Л.Ф. О находке криофильного сообщества в озере Байкал // ДАН. 2000. Т. 371. № 6. С. 815–817.
  8. Родионова Н.В., Филатов А.В., Евтюшкин А.В. Изменение текстурных параметров ледяного покрова южной части озера Байкал в период ледостава 2010 года по радарным данным ALOS PALSAR // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. № 2. С. 173–181.
  9. Тимошкин О.А., Бондаренко Н.А., Волкова Е.А., Томберг И.В., Вишняков В.С., Мальник В.В. Массовое развитие зеленых нитчатых водорослей родов Spirogyra и Stigeoclonium (Chlorophyta) в прибрежной зоне Южного Байкала. // Гидробиологический журнал. 2014. Т. 50. № 5. С. 15–26.
  10. Ivanov A.Yu. Unique phenomena in Lake Baikal, Russia imaged and studied with SAR and multi-sensor images // Int. J. Remote Sensing. 2012. Vol. 33. Iss. 23. pp. 7579–7598.