Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 2. С. 227-242
Использование современных спутниковых данных для мониторинга сгонно-нагонных явлений
О.Ю. Лаврова
1 , А.Г. Костяной
2, 3 1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
2 Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, Россия
3 Московский университет им. С.Ю. Витте, Москва, Россия
Одобрена к печати: 23.04.2020
DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-2-227-242
Сгонно-нагонные явления относятся к непериодическим колебаниям уровня моря, вызываемым воздействием ветра и атмосферного давления на водную поверхность. Целью представляемой работы являлось изучение возможности применения оптических датчиков спутникового базирования для оперативной диагностики сгонов и нагонов и определение оптимальных комбинаций каналов приборов MSI (спутники Sentinel-2A/B) и OLI/TIRS (Landsat-8) для выявления районов осушки дна при сгонах и затопления прибрежной зоны при нагонах. В проведённом тестировании различных комбинаций каналов наилучший результат был получен с использованием «теплового» канала, а именно Red — 12, Green — 8, Blue — 4, для MSI. В то же время использование стандартных изображений в естественных цветах (True Color image) как для MSI Sentinel-2, так и для OLI Landsat-8 не позволяет надёжно выявлять зоны осушки дна, поскольку они проявляются в виде светло-коричневых областей, что может соответствовать и мутным водам в области речного плюма, и взмученным под действием сильного волнения водам на мелководных участках моря. Разработанная методика была использована для мониторинга экстремального сгона в Таганрогском заливе Азовского моря в ноябре 2019 г. и в ходе проведения спутникового мониторинга сгонно-нагонных явлений в северо-восточной части Каспийского моря в марте – ноябре 2019 г. Как показали проведённые исследования, использование радиолокационных изображений, которые имеют близкие характеристики по пространственному разрешению к оптическим данным, не позволило надёжно выявлять зоны осушки дна или затопления берегов из-за специфики отражающей способности подстилающей поверхности.
Ключевые слова: сгонно-нагонные явления, спутниковое дистанционное зондирование, оптические изображения, спутниковая радиолокация, MSI Sentinel-2, OLI Landsat-8, Азовское море, Каспийское море
Полный текстСписок литературы:
- Водный баланс и колебания уровня Каспийского моря. Моделирование и прогноз / ред. Нестеров Е. С. М.: Триада лтд, 2016. 378 с.
- Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Проект «Моря». Т. VI. Каспийское море. Вып. 1. Гидрометеорологические условия / ред. Ф. С. Терзиев, А. Н. Косарев, А. А. Керимов. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. 359 с.
- Зонн И. С., Костяной А. Г., Жильцов С. С., Семенов С. В. (2019а) Каспийский регион. Т. 2. Каспийское море и история его изучения. М.: МУиВ, 2019. 312 с.
- Зонн И. С., Костяной А. Г., Жильцов С. С., Семенов С. В. (2019б) Каспийский регион. Т. 4. Энциклопедия от А до Я. М.: МУиВ, 2019. 688 с.
- Ивкина Н. И., Васенина Е. И., Елтай А. Г. Сгонно-нагонные явления в северо-восточной части Каспийского моря в современных условиях // Гидрометеорология и экология. 2019. № 2. С. 77–85.
- Лаврова О. Ю., Митягина М. И., Уваров И. А., Лупян Е. А. Текущие возможности и опыт использования информационной системы See the Sea для изучения и мониторинга явлений и процессов на морской поверхности // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С. 266–287. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-3-266-287.
- Лебедев С. А., Костяной А. Г. Спутниковая альтиметрия Каспийского моря. М.: Море, 2005. 366 с.
- Лебедев С. А., Костяной А. Г. Изменения уровня и динамики вод Каспийского моря по данным спутниковой альтиметрии // Система Каспийского моря / под ред. А. П. Лисицына. М.: Науч. мир, 2016. С. 13–41.
- Лупян Е. А., Прошин А. А., Бурцев М. А., Кашницкий А. В., Балашов И. В., Барталев С. А., Константинова А. М., Кобец Д. А., Мазуров А. А., Марченков В. В., Матвеев А. М., Радченко М. В., Сычугов И. Г., Толпин В. А., Уваров И. А. Опыт эксплуатации и развития центра коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных (ЦКП «ИКИ-Мониторинг») // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С. 151–170. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-3-151-170.
- Пономаренко Е. П., Сорокина В. В., Бирюков П. А. Сгонно-нагонные явления в дельте реки Дон в 2007–2010 гг. и их прогнозирование // Вестн. Южного науч. центра Российской акад. наук. 2012. Т. 8. № 1. С. 28–37.
- Coastal Altimetry / eds. Vignudelli S., Kostianoy A. G., Cipollini P., Benveniste J. Berlin; Heidelberg: Springer-Verlag, 2011. 578 p. DOI: 10.1007/978-3-642-12796-0.
- Lebedev S. A., Kostianoy A. G. Integrated using of satellite altimetry in investigation of meteorological, hydrological and hydrodynamic regime of the Caspian Sea // J. Terrestrial Atmospheric and Oceanic Sciences. 2008. V. 19. Iss. 1–2. P. 71–82.
- Oil and gas pipelines in the Black-Caspian Seas Region / eds. Zhiltsov S. S., Zonn I. S., Kostianoy A. G. Switzerland: Springer International Publishing AG, 2016. 288 p. DOI 10.1007/978-3-319-43908-2.
- Zonn I. S., Kostianoy A. G., Kosarev A. N., Glantz M. The Caspian Sea Encyclopedia. Berlin; Heidelberg; N. Y.: Springer-Verlag, 2010. 527 p.