Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 2. С. 9-24
Ледяной покров на шельфе Сахалина в районах добычи и транспортировки нефти по данным спутникового микроволнового зондирования
Л.М. Митник
1 , Е.С. Хазанова
1 1 Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН, Владивосток, Россия
Одобрена к печати: 19.01.2016
DOI: 10.21046/2070-7401-2016-13-2-9-24
Рассмотрены особенности распространения ледяного покрова на шельфе Сахалина, выявленные при анализе данных дистанционного зондирования, полученных со спутников в декабре 2014 – апреле 2015 г. Обсуждается применение данных спутникового микроволнового (МВ) пассивного и активного (РСА и скаттерометры) зондирования для изучения эволюции ледовой обстановки в районах добычи и транспортировки нефти. Основное внимание уделено МВ измерениям радиометра AMSR2 со спутника GCOM-W1 и изображениям РСА SAR-С со спутника Sentinel-1A. Для интерпретации РЛ сигнатур привлекаются изображения в видимом и ИК диапазонах, полученные со спутников Aqua и Suomi NPP, поля ветра по данным скаттерометра MetOp-B и показания метеорологических станций. Демонстрируются вариации структуры и характеристик прикромочной ледовой зоны при различных направлениях и скоростях ветра. По изображениям РСА оценивается ледовая обстановка вокруг нефтяных платформ и взаимодействие платформ с дрейфующим льдом. Показано, что совместный анализ многосенсорных данных позволяет определять сплоченность ледяного покрова и скорость приводного ветра, идентифицировать типы льда и оценивать их толщину. Информация, собранная с нескольких спутников, повышает временное разрешение, улучшает прогноз ледовой обстановки и оценку воздействия арктической среды на нефтяные платформы.
Ключевые слова: дистанционное зондирование, морской лед, Охотское море, микроволновые радиометры, GCOM-W1 AMSR2, Sentinel-1ASAR, скаттерометры, прикромочная ледовая зона, приводный ветер
Полный текстСписок литературы:
- Беккер А.Т. Вероятностные характеристики ледовых нагрузок на сооружения континентального шельфа. Владивосток: Дальнаука, 2005. 346 с.
- Вагапов Р.Х., Гаврило В.П., Козлов А.И., Лебедев Г.А., Логвин А.И. Дистанционные методы исследования морских льдов. СПб.: Гидрометеоиздат, 1993. 341 с.
- Гидрометеорология и гидрохимия морей. Том IX. Охотское море. Вып. 1. Гидрометеорологические условия. СПб.: Гидрометеоиздат, 1998. 342 с.
- Гидрометеорология и гидрохимия морей. Том IX. Охотское море. Вып. 2. Гидрохимические условия и океанологические основы формирования биологической продуктивности. СПб.: Гидрометеоиздат, 1998. 168 с.
- Добровольский А.Д., Залогин Б.С. Моря СССР. М.: МГУ, 1982. 192 с.
- 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.
- Лебедев Г.А., Парамонов А.И. Определение физических характеристик морского льда по данным инфракрасного зондирования с ИСЗ // Метеорология и гидрология. 2001. № 2. С. 72–80.
- Лощилов В.С., Парамонов А.И. Определение и картографирование толщины морского льда в Арктике по спутниковым изображениям в ИК-диапазоне // Исследование Земли из космоса. 1997. № 5. С. 63–72.
- 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.
- Митник Л.М., Митник М.Л., Гурвич И.А., Выкочко А.В., Кузлякина Ю.А., Чёрный И.В., Чернявский Г.М. Мультисенсорное спутниковое зондирование зимних циклонов со штормовыми и ураганными ветрами в северной части Тихого океана // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. № 4. С. 161–174.
- Митник Л.М., Митник М.Л., Дубина В.А. Дистанционное радиофизическое зондирование системы океан–атмосфера // Дальневосточные моря России. М.: Наука, 2007. Книга 4. Физические методы, С. 449–537.
- Митник Л.М., Хазанова Е.С. Зондирование морского льда в Татарском проливе спутниковыми РСА сантиметрового и дециметрового диапазонов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 1. С. 294–302.
- Митник Л.М., Хазанова Е.С. Динамика ледяного покрова в морях Восточно-Сибирском и Лаптевых по данным спутникового микроволнового зондирования во второй половине октября 2014 г. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. № 2. С. 100–113.
- Пищальник В.М., Покрашенко С.А., Леонов А.В., Гальцев А.А. Особенности развития ледяного покрова Охотского моря в 2001–2006 гг. // Сборник статей Российского экологического альянса им. И.Е. Кочергина. 2009. № 1. С. 187–195.
- Полякова А.М. К сверхдолгосрочному прогнозу ледовитости дальневосточных морей // Вестник Дальневосточного отделения РАН. 2012. № 6. С. 3–12.
- Полякова А.М. Опасные и особо опасные гидрометеорологические явления в северной части Тихого океана и цунами у побережья Приморья. Владивосток: Дальнаука, 2012. 182 с.
- Тамбовский В.С., Шевченко Г.В. Характеристика скорости дрейфа льда у северо-восточного побережья острова Сахалин под влиянием приливов и ветра // Труды ДВНИГМИ. 1999. № 2. С. 114–137.
- Якунин Л.П., Бородачев В.Е., Шильников В.И. Ледовая разведка на морях Дальнего востока // История ледовой авиационной разведки. СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. С. 281–308.
- Alfullis M.A., Martin S. Satellite passive microwave studies of the Sea of Okhotsk ice cover and its relation to oceanic processes, 1978–1982 // Journal of Geophysical Research. 1987. Vol. 92. No. С12. P. 13013–13028.
- Allison I., Brandt R.E., Warren S.G. East Antarctic sea ice: albedo, thickness distribution and snow cover // J. Geophys. Res. 1993. Vol. 98. No. C7. P. 12417–12430.
- Cavalieri D. J., Gloersen P., Campbell W. J. Determination of sea ice parameters with the NIMBUS 7 SMMR // J. Geophys. Res. 1984. Vol. 89. P. 5355–5369.
- Comiso J. Polar Oceans from Space. N.Y., London: Springer, 2010. 513 p.
- Darkin D.V., Mitnik L.M., Dubina V.A. Ice cover of the Okhotsk Sea: a study using ENVISAT ASAR, ERS-2 SAR and AQUA AMSR-E data // Proceedings of 2004 Envisat & ERS Symposium ESA SP-572. Salzburg. 2004.
- 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. P. 1045–1058.
- Grenfell T.C., Barber D.G., Fung A.K., Gow A.J., Jezek K.C., Knapp E.J., Nghiem S.V., Onstott R.G., Perovich D.K., Roesler C.S., Swift C.T., Tanis F. Evolution of electromagnetic signatures of sea ice from initial formation through the establishment of thick first-year ice // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 1998. Vol. 36. No. 5. P. 1642–1654.
- 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. P. 717–734.
- Mathew N., Heygster G., Melsheimer C. Surface emissivity of the Arctic sea ice at AMSR-E frequencies // IEEE Trans. Geoscience Remote Sensing. 2009. Vol. 47. No. 12. P. 4115–4124.
- 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. 2005. P. 37–44.
- Mitnik L.M., Kalmykov A.I. Structure and dynamics of the Sea of Okhotsk marginal ice zone from “Ocean” satellite radar sensing data // J. Geophys. Res. 1992. Vol. 97. P. 7429–7445.
- Mitnik L.M., Mitnik M.L. AMSR-E advanced wind speed retrieval algorithm and its application to marine weather systems // Proc. IGARSS 2010. Hawaii. 2010. P. 3224–3227.
- Onstott R.G., Shuchman R.A. SAR measurements of ice // Synthetic Aperture Radar marine user’s manual. US Department of commerce, 2004. P. 81–115.
- Perovich D.K. The optical properties of sea ice. CRREL Monogr., Vol. 96-1. 1996. 25 p.
- Schulz-Stellenfleth J., Lehner S. Spaceborne synthetic aperture radar observations of ocean waves traveling into sea ice // J. Geophys.Res. 2002. Vol. 107. No. C8. P. 20-1–20-19.
- 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. P. 1–14.
- Wadhams P., Squire V.A., Goodman D.J., Cowan A.M., Moore S.C. The attenuation rates of ocean waves in the marginal ice zone // J. Geophys.Res.1988. Vol. 93. No. C6. P. 6799–6818.
- Weber J.E. Wave drift and wave attenuation in the marginal ice zone // J. Phys. Oceanography. 1987. Vol. 17. P. 2352–2361.
- Zabolotskikh E.V., Mitnik L.M., Chapron B. New approach for severe marine weather study using satellite passive microwave sensing // Geophys. Res. Lett. 2013. Vol. 40. No. 13. P. 3347–3350.