Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 1. С. 219-228
Выявление областей торошения пресного ледяного покрова по собственному тепловому излучению
А.А. Гурулев
1 , А.О. Орлов
1 , С.В. Цыренжапов
1 , В.А. Казанцев
1 , А.К. Козлов
1 1 Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН, Чита, Россия
Одобрена к печати: 09.01.2023
DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-1-219-228
Представлены результаты радиометрических измерений в микроволновом и тепловом инфракрасном (ИК) диапазонах участков торошения пресного ледяного покрова на примере Ивано-Арахлейских озёр, расположенных в Забайкальском крае. Показано, что в сантиметровом и ИК-диапазонах происходит увеличение мощности собственного теплового излучения льда в области, где наблюдаются ледяные торосы. В то же время в миллиметровом диапазоне она понижается, как показывают измерения на длине волны 8,8 мм. Этот факт можно объяснить наличием трещин в области торошения ледяного покрова, через которые происходит выход влаги и передача теплоты, приводящие к повышению температуры верхних слоёв и образованию кристаллов сублимационного льда. Они соизмеримы с длиной волны миллиметрового диапазона, что и приводит к увеличению рассеяния излучения, а соответственно, и к уменьшению радиояркостной температуры в этом диапазоне. По космическим снимкам с Landsat-8 в 10-м и 11-м каналах также отмечается увеличение яркостной температуры в местах торошения ледяного покрова Ивано-Арахлейских озёр, однако такой эффект не наблюдается на оз. Байкал. Наоборот, в последнем случае происходит незначительное уменьшение температуры в области торосов. Этот эффект нами объясняется ветровым воздействием на пресный ледяной покров, который охлаждает исследуемый объект.
Ключевые слова: микроволновый диапазон, торосы, пресный ледяной покров, радиометрия, Landsat-8, ИК-диапазон
Полный текстСписок литературы:
- Альхименко А. И., Ксенофонтова Д. А. Определение основных расчетных параметров тороса при помощи численного моделирования с целью уточнения ледовой нагрузки на ГТС // Полярная механика. 2016. № 3. С. 21–30.
- Андреев О. М. Учёт внутренней структуры киля тороса при термодинамических расчётах эволюции консолидированного слоя // Лёд и снег. 2020. Т. 60. № 4. С. 547–556. DOI: 10.31857/S2076673420040059.
- Бордонский Г. С. Тепловое излучение ледяного покрова пресных водоёмов. Новосибирск: Наука, 1990. 102 с.
- Бордонский Г. С. Причины возникновения становых трещин в ледяных покровах озер // География и природные ресурсы. 2007. № 2. С. 69–76.
- Бордонский Г. С., Гурулев А. А., Орлов А. О., Лукьянов П. Ю., Цыренжапов С. В. Приземные микроволновые радиометрические измерения ледяного покрова оз. Байкал // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 2. С. 91–99.
- Борзенко С. В., Фёдоров И. А., Комогорцева И. А. Гидрохимия Ивано-Арахлейских озер в разные климатические фазы // Водные ресурсы. 2021. Т. 48. № 4. С. 439–450. DOI: 10.31857/S0321059621040039.
- Войтковский К. Ф. Основы гляциологии. М.: Наука, 1999. 255 с.
- Госсорг Ж. Инфракрасная термография. Основы, техника, применение: пер. с фр. Н. В. Васильченко / под. ред. Л. Н. Курбатова. М.: Мир, 1988. 420 с.
- Дунаев И. И., Золотов Д. А., Шурашов А. Д., Горшков А. С., Никандров И. С. Структура и свойства торосов на ледовом покрове рек и озер // Norwegian J. Development of the International Science. 2018. № 18-1. С. 46–50.
- Заболотских Е. В., Хворостовский К. С., Балашова Е. А., Костылев А. И., Кудрявцев В. Н. О возможности идентификации крупномасштабных областей всторошенного льда в Арктике по данным скаттерометра ASCAT // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 3. С. 165–177. DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-3-165-177.
- Пехович А. И. Основы гидроледотермики. Л.: Энергоатомиздат: Ленинградское отд-ние, 1983. 200 с.
- Сокольников В. М. Вертикальные и горизонтальные смещения и деформации сплошного ледяного покрова Байкала // Исслед. гидрологического режима Байкала: Тр. Байкальской лимнологической станции. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1960. Т. 18. С. 291–350.
- Судольский А. С. Динамические явления в водоемах. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 261 с.
- 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. DOI: 10.31857/S0205961420030070.
- Тышко К. П. Формирование и консолидация торосов в однолетнем ледяном покрове арктических морей как результат лабораторных и натурных исследований // Метеорология и гидрология. 2009. № 8. С. 71–79.
- Чимитдоржиев Т. Н., Татьков Г. И., Тубанов Ц. А., Дагуров П. Н., Захаров А. И., Кирбижекова И. И., Дмитриев А. В., Быков М. Е. Исследования динамики ледового покрова озера Байкал по радарным данным и методами GPS-навигации // Вестн. Сибирского гос. аэрокосм. ун-та им. акад. М. Ф. Решетнева. 2013. № 5(51). С. 76–79.
- Duncan K., Farrell S. L., Connor L. N., Richter-Menge J., Hutchings J. K., Dominguez R. High-resolution airborne observations of sea-ice pressure ridge sail height // Annals of Glaciology. 2018. V. 59. Iss. 76pt2. P. 137–147. DOI: 10.1017/aog.2018.2.
- 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. DOI: 10.5194/tc-12-2727-2018.