Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 6. С. 185-199
Межгодовые вариации собственного микроволнового излучения Обской губы в период ледостава и их связь с гидрологическими и климатическими изменениями региона
В.В. Тихонов
1, 2 , А.Н. Романов
2 , И.В. Хвостов
2 , Т.А. Алексеева
3, 1 , А.И. Синицкий
4 , М.В. Тихонова
5 , Е.А. Шарков
1 , Н.Ю. Комарова
1 1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
2 Институт водных и экологических проблем СО РАН, Барнаул, Россия
3 Арктический и антарктический научно-исследовательский институт, Санкт-Петербург, Россия
4 ООО «ГЕОИНЖСЕРВИС», Москва, Россия
5 Российский государственный аграрный университет — МСХА имени К.А. Тимирязева, Москва, Россия
Одобрена к печати: 02.11.2021
DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-6-185-199
В статье представлен анализ сезонных и межгодовых зависимостей яркостной температуры различных областей Обской губы в период ледостава, полученных по данным спутника SMOS. Проведённые исследования показали, что в южной части Обской губы наблюдается схожая с пресноводными озёрами сезонная и межгодовая динамика яркостной температуры. Однако ближе к акватории Карского моря эта динамика нарушается и в северной части губы становится схожей с динамикой яркостной температуры центральной области Карского моря. Изменение сезонной динамики яркостной температуры различных областей Обской губы происходит в период ледостава. Такое изменение объясняется увеличением солёности воды подо льдом. Полученные результаты показали, что в зимние сезоны область смешения пресных и солёных вод (фронтальная зона) может сдвигаться далеко на юг Обской губы. Смещение фронтальной зоны в зимний период сопоставлено с климатическими изменениями в регионе и в бассейне р. Оби, определяющими речной сток и состояние многолетнемерзлых пород. Выявленные закономерности сезонных и межгодовых вариаций яркостной температуры различных участков Обской губы и связанные с ними фазы ледяного покрова могут быть использованы для оценки гидрологического режима в крупных эстуариях Арктики в зимнее время, а также климатических изменений прилегающих территорий по данным спутниковой микроволновой радиометрии.
Ключевые слова: спутниковая микроволновая радиометрия, яркостная температура, эстуарий, ледяной покров, смешение вод, гидрологический режим, солёность воды
Полный текстСписок литературы:
- Андреев О. М., Драбенко Д. В., Виноградов Р. А., Орлова Е. Ю. Влияние потепления климата на прочностные характеристики льда в Обской губе // Лёд и Снег. 2019. Т. 59. № 4. С. 539–545.
- Булавина А. С. Климатические факторы формирования стока реки Обь // Наука юга России. 2020. Т. 16. № 1. С. 45–54.
- Васильев А. Н. Взаимодействие речных и морских вод в Обской устьевой области // Тр. Аркт. и антаркт. научно-исследоват. ин-та. 1976. Т. 314. С. 183–196.
- Войнов Г. Н., Налимов Ю. В., Пискун А. А., Становой В. В., Усанкина Г. Е. Основные черты гидрологического режима Обской и Тазовской губ (лед, уровни, структура вод). СПб.: Нестор-История, 2017. 192 с.
- Долгополова Е. Н. Роль многолетнемерзлых пород в формировании гидролого-морфологического режима устьев рек водосбора Северного Ледовитого океана // Арктика: экология и экономика. 2018. Т. 32. № 4. С. 70–85.
- Зацепин А. Г., Завьялов П. О., Кременецкий В. В., Поярков С. Г., Соловьев Д. М. Поверхностный опресненный слой в Карском море // Океанология. 2010. Т. 50. № 5. С. 698–708.
- Ильин Г. В. Гидрологический режим Обской губы как новой области морского природопользования в российской Арктике // Наука юга России. 2018. Т. 14. № 2. С. 20–32.
- Лапин С. А. Гидрологическая характеристика Обской губы в летне-осенний период // Океанология. 2011. Т. 51. № 6. С. 1–10.
- Лапин С. А. Пространственно-временная изменчивость гидролого-гидрохимических характеристик Обской губы как основа оценки ее биопродуктивности: дис. … канд. геогр. наук. М., 2012. 128 с.
- Полухин А. А., Маккавеев П. Н. Особенности распространения материкового стока по акватории Карского моря // Океанология. 2017. Т. 57. № 1. С. 25–37.
- Романов А. Н., Хвостов И. В., Ковалевская Н. М., Синицкий А. И., Колесников Р. А. Первые результаты космического микроволнового мониторинга вечной мерзлоты и тундровой растительности на территории Гыданского полуострова // Науч. вестн. Ямало-Ненецкого автономного округа. 2016. № 4(93). С. 68–76.
- Романов А. Н., Хвостов И. В., Уланов П. Н., Ковалевская Н. М., Кириллов В. В., Плуталова Т. Г., Кобелев В. О., Печкин А. С., Синицкий А. И., Сысоева Т. Г., Хворова Л. А. Космический мониторинг арктических и субарктических территорий Ямало-Ненецкого автономного округа. Барнаул: ООО «Пять плюс», 2018. 120 с.
- Становой В. В. Изменчивость термохалинной структуры воды в эстуариях Карского моря // Тр. Аркт. и антаркт. научно-исследоват. ин-та. 2008. Т. 448. С. 103–130.
- Тихонов В. В., Хвостов И. В., Романов А. Н., Шарков Е. А. Анализ изменений ледяного покрова пресноводных водоемов по данным SMOS // Исслед. Земли из космоса. 2017. № 6. С. 46–53.
- Тихонов В. В., Хвостов И. В., Романов А. Н., Шарков Е. А., Боярский Д. А., Комарова Н. Ю., Синицкий А. И. Особенности собственного излучения Обской губы в L-диапазоне в период ледостава // Исслед. Земли из космоса. 2020. № 3. С. 59–76.
- Шарков Е. А. Радиотепловое дистанционное зондирование Земли: физические основы. Т. 1. М.: ИКИ РАН, 2014. 544 с.
- Barry R. G., Gan T. Y. The Global Cryosphere. Past, Present, and Future. Cambridge: Cambridge University Press, 2011. 472 p.
- Gutierrez A., Castro R., Vieira P. SMOS L1 Processor L1c Data Processing Model. DEIMOS Engenharia. Lisboa, Portugal. 2014. URL: https://earth.esa.int/documents/10174/1854456/SMOS_L1c-Data-Processing-Models.
- Karlsson J. M., Jaramillo F., Destouni G. Hydro-climatic and lake change patterns in Arctic permafrost and non-permafrost areas // J. Hydrology. 2015. V. 529. Pt. 1. P. 134–145.
- Kokelj S. V., Kokoszka J., van der Sluijs J., Rudy A. C. A., Tunnicliffe J., Shakil S., Tank S. E., Zolkos S. Thaw-driven mass wasting couples slopes with downstream systems, and effects propagate through Arctic drainage networks // The Cryosphere. 2021. V. 15. No. 7. P. 3059–3081.
- Sahr K., White D., Kimerling A. J. Geodesic Discrete Global Grid System // Cartography and Geographic Information Science. 2003. V. 30. No. 2. P. 121–134.
- Tedesco M. Remote sensing of the cryosphere. Oxford: John Wiley and Sons, 2015. 404 p.
- Tikhonov V. V., Boyarskii D. A., Sharkov E. A., Raev M. D., Repina I. A., Ivanov V. V., Alexeeva T. A., Komarova N. Yu. Microwave Model of Radiation from the Multilayer “Ocean-atmosphere” System for Remote Sensing Studies of the Polar Regions // Progress in Electromagnetics Research B. 2014. V. 59. P. 123–133.
- Tikhonov V., Khvostov I., Romanov A., Sharkov E. Theoretical study of ice cover phenology at large freshwater lakes based on SMOS MIRAS data // The Cryosphere. 2018. V. 12. No. 8. P. 2727–2740.
- Ulaby F. T., Long D. G. Microwave Radar and Radiometric Remote Sensing. University of Michigan Press. 2014. 984 p.