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. 100-113

Динамика ледяного покрова в морях Восточно-Сибирском и Лаптевых по данным спутникового микроволнового зондирования во второй половине октября 2014 г.

Л.М. Митник1 , Е.С. Хазанова1 
1 Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН, Владивосток, Россия
По данным спутникового пассивного и активного микроволнового зондирования рассмотрено формирование ледяного покрова в области Новосибирских о-вов, Восточно-Сибирского моря и моря Лаптевых в период окончания навигации Северным Морским Путем (вторая половина октября 2014 г.). Изменение границ, сплоченности и площади льда прослежено по измерениям радиометра AMSR2 со спутника GCOM-W1. Сплоченность льда анализируется по картам, построенным по алгоритму Artist Sea Ice (ASI) с разрешением 3,1 х 3,1 км. Измерения AMSR2 и скаттерометров ASCAT со спутников MetOp-A и MetOp-B служили для восстановления скорости приводного ветра. По вариациям яркости изображений РСА на соосной и скрещенной поляризациях со спутника Sentinel-1A выделены зоны образования ледяного сала, трансформации сала в блинчатый лед в открытом море и у побережья, а также области интенсивного взаимодействия океана и атмосферы, характеризуемые сильным ветром и организованными вариациями ветра, обусловленными образованием мезомасштабных конвективных гряд и ячеек в пограничном слое атмосферы. В поле яркости изображений РСА с высоким разрешением (40 х 80 м) выявлены отпечатки циркуляции Ленгмюра в виде чередующихся темных (ледяное сало) и светлых (вода) полос. Оценены изменения характеристик циркуляции вниз по потоку воздуха. Обсуждается изменение ледовой обстановки и возможности навигации в проливах Дмитрия Лаптева, Этерикан, Санникова и к северу от о. Котельный. Отмечено соответствие спутниковых оценок ледяного покрова и скорости ветра с показаниями полярных гидрометеорологических станций.
Ключевые слова: микроволновая радиометрия, GCOM-W1 AMSR2, поляризационная РСА, Sentinel-1A, СМП, Новосибирские острова, пролив Санникова, ледяной покров, сплоченность, ледяное сало, блинчатый лед, циркуляция Ленгмюра, приводный ветер
Полный текст

Список литературы:

  1. Даркин Д.В., Митник Л.М., Митник М.Л. Спектры коэффициентов излучения тонкого льда по данным микроволновых и оптических измерений со спутника Aqua на примере Охотского и Японского морей // Исследование Земли из космоса. 2008. № 1. С. 3–14.
  2. Добровольский А.Д., Залогин Б.С. Моря СССР. М.: МГУ, 1982. 192 с.
  3. Иванов В.В., Алексеев В.А., Алексеева Т.А., Колдунов Н.В., Репина И.А., Смирнов А.В. Арктический ледяной покров становится сезонным? // Исследование Земли из космоса. 2013. № 4. С. 50–65.
  4. Йоханнессен О.М., Александров В.Ю., Фролов И.Е., Сандвен С., Петтерссон Л.Х., Бобылев Л.П., Клостер К., Смиронов В.Г., Миронов Е.У., Бабич Н.Г. Научные исследования в Арктике. Том 3. Дистанционное зондирование морских льдов на северном морском пути: изучение и применение. СПб.: Наука, 2007. 512 с.
  5. Митник Л.М., Митник М.Л. Алгоритм восстановления скорости приводного ветра по измерениям микроволнового радиометра AMSR-E со спутника Aqua // Исследование Земли из космоса. 2011. № 6. С. 34–44.
  6. Митник Л.М., Митник М.Л., Заболотских Е.В. Спутник Японии GCOM-W1: моделирование, калибровка и первые результаты восстановления параметров океана и атмосферы // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. № 3. С. 135–141.
  7. Carsey F.D. (Ed.). Microwave Remote Sensing of Sea Ice (Geophysical Monograph 68). D.C.: American Geophysical Union, Washington, 1992. 462 p.
  8. Comiso J.C., Hall D.K. Climate trends in the Arctic as observed from space // WIREs Climate Change. 2014. Vol. 5. No. 3. pp. 389–409.
  9. Dethleff D., Kempema E.W., Koch R., Chubarenko I. On the helical flow of Langmuir circulation – approaching the process of suspension freezing // Cold Regions Science and Technology. 2009. No. 4. pp. 50–57.
  10. Dierking W. Mapping of different sea ice regimes using images from Sentinel-1 and ALOS syntactic aperture radar // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2007. Vol. 48. No. 3. pp. 1045–1058.
  11. Dierking W., Dall J. Sea-ice deformation state from synthetic aperture radar imagery. Part I: comparison of C- and L - band and different polarization // IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing. 2008. Vol. 46. No. 11. pp. 3610–3622.
  12. Dierking W., Pedersen L.T. Monitoring sea ice using ENVISAT ASAR – A new era starting 10 years ago // Proc. IGARSS 2012. Munich, 22–27 July 2012. pp. 1852–1855.
  13. Eriksson L.E.B., Borenäs K., Dierking W., Berg A., Santoro M., Pemberton P., Lindh H., Karlson B. Evaluation of new spaceborn SAR sensors for sea ice monitoring in the Baltic Sea // Can. J. Remote Sens. 2010. Vol. 36. No. 1. pp. S56–S73.
  14. Hillger D., Kopp T., Lee T., Lindsey D., Seaman C., Miller S., Solbrig J., Kidder S., Bachmeier S., Jasmin T., Rink T. First-light imagery from Suomi NPP VIIRS // Bull. Amer. Meteor. Soc. 2013. Vol. 94, No. 7. pp. 1019–1029.
  15. Imaoka K., Kachi M., Fujii H., Murakami H., Hori M., Ono A., Igarashi T., Nakagawa K., Oki T., Honda Y., Shimoda H. Global Change Observation Mission (GCOM) for monitoring carbon, water cycles, and climate change // Proc. IEEE. 2010. Vol. 98. No. 5. pp. 717–734.
  16. Karvonen J. A sea ice concentration estimation algorithm utilizing radiometer and SAR data // The Cryosphere. 2014. Vol. 8. pp. 1639–1650.
  17. Lee T.F., Miller S.D., Turk J.F., Schueler C., Julian R., Deyo S., Dills P., Wang S. The NPOESS VIIRS Day/Night Visible Sensor // Bull. Amer. Meteor. Soc. 2006. Vol. 87. No. 2. pp. 191–199.
  18. Lee T.F., Bankert R.L., Mitrescu C. Meteorological education and training using A-Train profilers // Bull. Amer. Meteor. Soc. 2012. Vol. 93. No. 5. pp. 687–696.
  19. Martin S., Kauffman P. A field and laboratory study of wave damping by grease ice // Journal of Glaciology. 1981. Vol. 27. Issue 96. pp. 283–313.
  20. Melentyev V., Bobylev L., Pettersson L., Tsepelev V., Kolesov A., Soloshchuk P., Melentyev K., Zakharova T. Ecologically significant and hazardous ice phenomena in the Gulf of Finland and adjoined water bodies: results of study based on satellite SAR/ASAR survey // 20th IAHR International Symposium on Ice. Lahti, Finland, June 14 to 18, 2010. 16 p.
  21. Miller S.D., Straka W., Mills S.P., Elvidge C.D., Lee T.F., Solbrig J., Walther A., Heidinger A.K., Weiss S.C. Illuminating the capabilities of the Suomi National Polar-Orbiting Partnership (NPP) Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) Day/Night Band // Remote Sensing. 2013. Vol. 5. No. 12. pp. 6717–6766.
  22. Mitnik L.M., Dubina V.A., Darkin D.V. New ice formation in the Okhotsk Sea: Detection with ERS-2 SAR and Envisat ASAR // Proc. 20th International Symposium on Okhotsk Sea and Sea Ice. Mombetsu, Hokkaido, Japan. 2005. pp. 37–44.
  23. Nghiem S., Bertoia C. Study of multi-polarization C-band backscatter signatures for Arctic sea ice mapping with future satellite SAR // Can. J. Remote Sensing. 2001. Vol. 27. No. 5. pp. 387–402.
  24. Partington K.C., Flach J.D., Barber D., et al. Dual-polarization C-band radar observations of sea ice in the Amundsen Gulf // IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing. 2010. Vol. 48. No. 6. pp. 685–2691.
  25. Petersen G. N., Renfrew I. A. Aircraft-based observations of air–sea fluxes over Denmark Strait and the Irminger Sea during high wind speed conditions // Quarterly J. Royal Meteorol. Society. Special Issue: The Greenland Flow Distortion Experiment. Part B. 2009. Vol. 135. No. 645. pp. 2030–2045.
  26. Rosa de la S., Maus S., Kern S. Thermodynamic investigation of an evolving grease to pancake ice field // Annals of Glaciology. 2011. Vol. 52. No.1. pp. 206–214.
  27. Sentinel-1: ESA Radar Observation Mission for GMES Operational Services (ESA SP-1322/1. March 2012). AG Noordwijk, 2012. 86 p.
  28. Spreen G., Kaleschke L., Heygster G. Sea ice remote sensing using AMSR-E 89 GHz channels // J. Geophys. Res. Oceans. 2008. Vol. 113. No. C02S03. pp. 1–14.