Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 2. С. 227-243
Особенности выявления параметров речного плюма контактными и дистанционными методами
К.Р. Назирова
1 , О.Ю. Лаврова
1 , Е.В. Краюшкин
1 , Д.М. Соловьев
2 , Е.В. Жук
2 , Я.О. Алферьева
3 1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
2 Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия
3 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия
Одобрена к печати: 05.04.2019
DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-2-227-243
Представлены результаты натурных измерений параметров плюма р. Мзымта, проведённых в апреле 2018 г. синхронно со спутниковой съёмкой. На основе данных приборов MSI Sentinel-2, OLI Landsat-8 и OLCI Sentinel-3 по стандартным алгоритмам определялось общее содержание взвешенного вещества и сравнивалось с данными измерений in situ с помощью датчика мутности и полученными в результате отбора проб воды. Показано, что количественные значения концентрации взвешенного вещества, определённые по спутниковым данным, примерно совпадают с измеренными in situ только в районе маргинального фильтра. Резкая фронтальная граница, выделенная по натурным измерениям, располагалась на расстоянии не более 500 м от устья, мористее которой значения концентрации взвешенного вещества уменьшались почти в 10 раз. Значения этого параметра, полученные по спутниковым данным, изменялись плавно практически до видимой границы плюма. Результаты натурных измерений позволили также оценить адекватность получаемых на основе спутниковых данных пространственных характеристик плюмов. Оценены площади плюма и максимальное удаление его границы от береговой черты. Рассмотрена зависимость площади плюма от уровня воды в р. Мзымта. Внешняя граница плюма, проявляющаяся на спутниковых изображениях видимого диапазона за счёт оптических различий морских и мутных речных вод, не наблюдается отчётливо в измеренных in situ параметрах, таких как температура, солёность и мутность. В то же время натурные измерения позволяют выявить пространственные неоднородности в плюме, не различимые в данных спутникового зондирования. По измерениям in situ была определена глубина «интрузии» речных вод, которая составила не более 3–4 м.
Ключевые слова: речной плюм, спутниковые изображения видимого диапазона, измерения in situ, общее содержание взвешенного вещества, MSI Sentinel-2, OLI Landsat-8, Мзымта, Чёрное море
Полный текстСписок литературы:
- Джаошвили Ш. Реки Черного моря: Технический отчет № 71. Европейское агентство по охране окружающей среды, 2002. 58 с.
- Журбас В. М., Завьялов П. О., Свиридов А. С., Лыжков Д. А., Андрулионис Е. Е. О переносе стока малых рек вдольбереговым бароклинным морским течением // Океанология. 2011. Т. 51. № 3. С. 440–449.
- Завьялов П. О., Маккавеев П. Н., Коновалов Б. В., Осадчиев А. А., Хлебопашев П. В., Пелевин В. В., Грабовский А. Б., Ижицкий А. С., Гончаренко И. В., Соловьев Д. М., Полухин А. А. Гидрофизические и гидрохимические характеристики морских акваторий у устьев малых рек российского побережья Черного моря // Океанология. 2014. Т. 54. № 3. С. 293–308.
- Короткина О. А., Завьялов П. О., Осадчиев А. А. Субмезомасштабная изменчивость полей течений и ветра в акватории г. Сочи // Океанология. 2011. Т. 51. № 5. С. 797–807.
- Лаврова О. Ю., Митягина М. И., Костяной А. Г. Спутниковые методы выявления и мониторинга зон экологического риска морских акваторий. М.: ИКИ РАН, 2016. 335 с.
- Лисицын А. П. Маргинальный фильтр океанов // Океанология. 1994. Т. 34. № 5. С. 735–747.
- Лупян Е. А., Матвеев А. А., 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. 251–261.
- Лупян Е. А., Прошин А. А., Бурцев М. А., Балашов И. В., Барталев С. А., Ефремов В. Ю., Кашницкий А. В., Мазуров А. А., Матвеев А. М., Суднева О. А., Сычугов И. Г., Толпин В. А., Уваров И. А. Центр коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных ИКИ РАН для решения задач изучения и мониторинга окружающей среды // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 5. С. 263–284.
- Da Silva J. C. B., New A. L., Srokosz M. A., Smyth T. J. On the observability of internal tidal waves in remotely-sensed ocean colour data // Geophysical Research Letters. 2002. V. 29. No. 12. DOI: 10.1029/2001GL013888.
- Doxaran D., Lamquin N., Park Y. J., Mazeran C., Ryu J. H., Wang M., Poteau A. Retrieval of the seawater reflectance for suspended solids monitoring in the East China Sea using MODIS, MERIS and GOCI satellite data // Remote Sensing Environment. 2013. V. 146. P. 36–48.
- Gernez P., Lafon V., Lerouxel A., Curti C., Lubac B., Cerisier S., Barille L. Toward Sentinel-2 high resolution remote sensing of suspended particulate matter in very turbid waters: SPOT4 (Take5) Experiment in the Loire and Gironde Estuaries // Remote Sensing. 2015. V. 7. P. 9507–9528.
- Lavrova O., Mityagina M. Satellite survey of internal waves in the Black and Caspian Seas // Remote Sensing. 2017. V. 9. Iss. 9. P. 892. DOI: 10.3390/rs9090892.
- Lavrova O. Y., Mityagina M. I., Serebryany A. N., Sabinin K. D., Kalashnikova N. A., Krayushkin E. V., Khymchenko I. Internal waves in the Black Sea: satellite observations and in-situ measurements // Remote Sensing of the Ocean, Sea Ice, Coastal Waters, and Large Water Regions: Proc. SPIE. 2014. V. 9240. ID. 924016. DOI: 10.1117/12.2067047.
- Lavrova O. Yu., Soloviev D. M., Strochkov M. A., Bocharova T. Yu., Kashnitsky A. V. River plumes investigation using Sentinel-2A MSI and Landsat-8 OLI data // Remote Sensing of the Ocean, Sea Ice, Coastal Waters, and Large Water Regions: Proc. SPIE. 2016. V. 9999. ID. 99990G. DOI: 10.1117/12.2241312.
- Miller R. L., McKee B. A. Using MODIS Terra 250 m imagery to map concentrations of total suspended matter in coastal waters // Remote Sensing Environment. 2004. V. 93. P. 259–266.
- Nash J. D., Moum J. N. River plumes as a source of large-amplitude internal waves in the coastal ocean // Nature. 2005. V. 437. P. 400–403.
- Ody A., Doxaran D., Vanhellemont Q., Nechad B., Novoa S., Many G., Bourrin F., Verney R., Pairaud I., Gentili B. Potential of High Spatial and Temporal Ocean Color Satellite Data to Study the Dynamics of Suspended Particles in a Micro-Tidal River Plume // Remote Sensing. 2016. V. 8. P. 245. DOI: 10.3390/rs8030245.
- Pan J., Jay D. A., Orton P. M. Analyses of internal solitary waves generated at the Columbia River plume front using SAR imagery // J. Geophysical Research. 2007. V. 112. C07014.
- Stashchuk N., Vlasenko V. Generation of internal waves by a supercritical stratified plume // J. Geophysical Research. 2009. V. 114. C01004.
- Warrick J. A., Mertes L. A. K., Siegel D. A., Mackenzie C. Estimating suspended sediment concentrations in turbid coastal waters of the Santa Barbara Channel with SeaWiFS // Intern. J. Remote Sensing. 2004. V. 25. P. 1995–2002.
- Zajączkowski M., Darecki M., Szczuciński W. Report on the development of the Vistula river plume in the coastal waters of the Gulf of Gdansk during the May 2010 flood // Oceanologia. 2010. V. 52(2). P. 311–317.