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. 2017. Т. 14. № 5. С. 195-208

Пространственно-временная изменчивость морского льда в Баренцевом море по данным измерений спутниковых микроволновых радиометров

Е.В. Заболотских 1 , А.Г. Мясоедов 1 
1 Российский государственный гидрометеорологический университет, Санкт-Петербург, Россия
Одобрена к печати: 21.06.2017
DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-5-195-208
В статье приводятся результаты анализа пространственно-временной изменчивости площади морского льда в Баренцевом море по данным измерений спутниковых микроволновых радиометров низкого и среднего пространственного разрешения. Получены значения трендов уменьшения площади морского льда и площади моря, занимаемой морским льдом разной сплоченности (площади ледяного покрова) за период 37 лет. Проанализирована динамика изменений ледяного покрова в Баренцевом море зимой 2016/2017 г. Показано, что для раннего периода наблюдений характерна высокая сплоченность ледяного покрова в море в течение всей зимы, в то время как в последние годы наблюдается разреженная кромка на севере. Анализ ледяного покрова Баренцева моря за текущую зиму 2016/2017 г. показал, что минимальная площадь льда в Баренцевом море сохранялась весь октябрь, а устойчиво нарастать ледяной покров начал лишь в январе. Выявление причин такой нетипичной динамики требует проведения дополнительных исследований, направленных на изучение ветрового режима, атмосферной и океанической циркуляций, внетропических циклонов в текущий и предшествовавший периоды.
Ключевые слова: морской лед, Баренцево море, данные спутниковых пассивных микроволновых радиометров, пространственно-временная изменчивость
Полный текст

Список литературы:

  1. Зубакин Г.К. Крупномасштабная изменчивость состояния ледяного покрова Северо-Европейского бассейна. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 160 с.
  2. Иванов В.В., Алексеев В.А., Алексеева Т.А., Колдунов Н.В, Репина И.А., Смирнов А.В. Арктический ледяной покров становится сезонным? // Исследования Земли из космоса. 2013. № 4. С. 50–65.
  3. Митник Л.М., Митник М.Л. Калибровка и валидация — необходимые составляющие микроволновых радиометрических измерений со спутников серии Метеор-М № 2 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 1. С. 95–104.
  4. Смирнов В.Г., Бушуев А.В., Захваткина Н.Ю., Лощилов В.С. Спутниковый мониторинг морских льдов // Проблемы Арктики и Антарктики. 2010. Т. 85. № 2. С. 62–76.
  5. Тихонов В.В., Раев М.Д., Шарков Е.А., Боярский Д.А., Репина И.А., Комарова Н.Ю. Мониторинг морского льда полярных регионов с использованием спутниковой микроволновой радиометрии // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 5. С. 150–169.
  6. Årthun M., Eldevik T., Smedsrud L.H., Skagseth Ø., Ingvaldsen R.B. Quantifying the Influence of Atlantic Heat on Barents Sea Ice Variability and Retreat // J. Climate. 2012. Vol. 25. No. 13. P. 4736–4743.
  7. Cavalieri D.J., Gloersen P., Campbell W.J. Determination of sea ice parameters with the Nimbus 7 SMMR // J. Geophysical Research: Atmospheres (1984–2012). 1984. Vol. 89. No. D4. P. 5355–5369.
  8. Cavalieri D.J., Parkinson C.L. Arctic sea ice variability and trends, 1979–2010 // Cryosphere. 2012. Vol. 6. No. 4. P. 881–889.
  9. Comiso J.C. Sea ice effective microwave emissivities from satellite passive microwave and infrared observations // J. Geophysical Research: Oceans (1978–2012). 1983. Vol. 88. No. C12. P. 7686–7704.
  10. Comiso J.C. Large Decadal Decline of the Arctic Multiyear Ice Cover // J. Climate. 2012. Vol. 25. No. 4. P. 1176–1193.
  11. Comiso J.C., Cavalieri D.J., Markus T. Sea ice concentration, ice temperature, and snow depth using AMSR-E data // IEEE Trans. Geosciences Remote Sensing. 2003. Vol. 41. No. 2. P. 243–252.
  12. Deser C., Teng H. Evolution of Arctic sea ice concentration trends and the role of atmospheric circulation forcing, 1979–2007 // Geophysical Research Letters. 2008. Vol. 35. No. 2. DOI: 10.1029/2007GL032023.
  13. Divine D.V., Dick C. Historical variability of sea ice edge position in the Nordic Seas // J. Geophysical Research: Oceans. 2006. Vol. 111. No. C1. DOI: 10.1029/2004JC002851.
  14. Francis J.A., Hunter E. Drivers of declining sea ice in the Arctic winter: A tale of two seas // Geophysical Research Letters. 2007. Vol. 34. No. 17. DOI: 10.1029/2007GL030995.
  15. Herbaut C., Houssais M.-N., Close S., Blaizot A.-C. Two wind-driven modes of winter sea ice variability in the Barents Sea // Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 2015. Vol. 106. P. 97–115.
  16. Ivanov V.V., Alexeev V., Koldunov N.V., Repina I.A., Sandø A.B., Smedsrud L.H., Smirnov A.V. Arctic Ocean Heat Impact on Regional Ice Decay: A Suggested Positive Feedback // J. Physical Oceanography. 2016. Vol. 46. P. 1437–1456. DOI: 10.1175/JPO-D-15-0144.1.
  17. Ivanova N., Johannessen O.M., Pedersen L.T., Tonboe R.T. Retrieval of Arctic Sea Ice Parameters by Satellite Passive Microwave Sensors: A Comparison of Eleven Sea Ice Concentration Algorithms // IEEE Trans. Geosciences Remote Sensing. 2014. Vol. 52. No. 11. P. 7233–7246.
  18. Ivanova N., Pedersen L.T., Tonboe R.T., Kern S., Heygster G., Lavergne T., Sørensen A., Saldo R., Dybkjaer G., Brucker L., Shokr M. Satellite passive microwave measurements of sea ice concentration: An optimal algorithm and challenges // Cryosphere. 2015. Vol. 9. P. 1797–1817.
  19. Kaleschke L., Lüpkes C., Vihma T., Haarpaintner J., Bochert A., Hartmann J., Heygster G. SSM/I sea ice remote sensing for mesoscale ocean-atmosphere interaction analysis // Canadian J. Remote Sensing. 2001. Vol. 27. No. 5. P. 526–537.
  20. Koenigk T., Brodeau L. Ocean heat transport into the Arctic in the twentieth and twenty-first century in EC-Earth // Climate Dynamics. 2014. Vol. 42. No. 11. P. 3101–3120.
  21. Kwok R. Outflow of Arctic Ocean sea ice into the Greenland and Barents Seas: 1979–2007 // J. Climate. 2009. Vol. 22. No. 9. P. 2438–2457.
  22. Markus T., Cavalieri D.J. An enhancement of the NASA Team sea ice algorithm // IEEE Trans. Geosciences Remote Sensing. 2000. Vol. 38. No. 3. P. 1387–1398.
  23. Meier W., Fetterer F., Savoie M., Mallory S., Duerr R., Stroeve J. NOAA/NSIDC Climate Data Record of Passive Microwave Sea Ice Concentration, Version 2. Boulder, Colorado, USA: National Snow and Ice Data Center, 2013.
  24. Nakanowatari T., Sato K., Inoue J. Predictability of the Barents Sea Ice in Early Winter: Remote Effects of Oceanic and Atmospheric Thermal Conditions from the North Atlantic // J. Climate. 2014. Vol. 27. No. 23. P. 8884–8901.
  25. Onarheim I.H., Eldevik T., Årthun M., Ingvaldsen R.B., Smedsrud L.H. Skillful prediction of Barents Sea ice cover // Geophysical Research Letters. 2015. Vol. 42. P. 5364–5371.
  26. Sandø A.B., Nilsen J.E.Ø., Gao Y., Lohmann K. Importance of heat transport and local air-sea heat fluxes for Barents Sea climate variability // J. Geophysical Reserach. 2010. Vol. 115. No. C7. DOI: 10.1029/2009JC005884.
  27. Simmonds I., Keay K. Extraordinary September Arctic sea ice reductions and their relationships with storm behavior over 1979–2008 // Geophysical Research Letters. 2009. Vol. 36. No. 19. DOI: 10.1029/2009GL039810.
  28. Smedsrud L.H., Esau I., Ingvaldsen R.B., Eldevik T., Haugan P.M., Li C., Lien V.S., Olsen A., Omar A.M., Otterå O.H., Risebrobakken B., Sandø A.B., Semenov V.A., Sorokina S.A. The role of the Barents Sea in the Arctic climate system // Reviews Geophysics. 2013. Vol. 51. No. 3. P. 415–449. DOI: 10.1002/rog.20017.
  29. Spreen G., Kaleschke L., Heygster G. Sea ice remote sensing using AMSR-E 89-GHz channels // J. Geophysical Research: Oceans (1978–2012). 2008. Vol. 113. No. C2. DOI: 10.1029/2005JC003384.
  30. Svendsen E., Kloster K., Farrelly B., Johannessen O.M., Johannessen J.A., Campbell W.J., Gloersen P., Cavalieri D., Mätzler C. Norwegian remote sensing experiment: Evaluation of the Nimbus 7 scanning multichannel microwave radiometer for sea ice research // J. Geophysical Research: Oceans (1978–2012). 1983. Vol. 88. No. C5. P. 2781–2791.
  31. Stroeve J.C., Serreze M.C., Holland M.M., Kay J.E., Malanik J., Barrett A.P. The Arctic’s rapidly shrinking sea ice cover: a research synthesis // Climatic Change. 2012. Vol. 110. No. 3. P. 1005–1027.
  32. Svendsen E., Matzler C., Grenfell T.C. A model for retrieving total sea ice concentration from a spaceborne dual-polarized passive microwave instrument operating near 90 GHz // Intern. J. Remote Sensing. 1987. Vol. 8. No. 10. С. 1479–1487.
  33. Teleti P.R., Luis A.J. Sea Ice Observations in Polar Regions: Evolution of Technologies in Remote Sensing // Intern. J. Geosciences. 2013. Vol. 4. No. 7. DOI: 10.4236/ijg.2013.47097.
  34. Tikhonov V.V., Repina I.A., Raev M.D., Sharkov E.A., Ivanov V.V., Boyarskii D.A., Alexeeva T.A., Komarova N.Y. A physical algorithm to measure sea ice concentration from passive microwave remote sensing data // Advances in Space Research. 2015. Vol. 56. No. 8. P. 1578–1589.
  35. Wentz F.J., Schabel M. Precise climate monitoring using complementary satellite data sets // Nature. 2000. Vol. 403. No. 6768. P. 414–416.