Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 4. С. 9-19
Точность спутниковой солёности NASA/SMAP в районе внешней границы плюма Оби – Енисея (стоковая фронтальная зона) в Карском море
А.А. Коник
1, 2 , А.В. Зимин
1, 2 , О.А. Атаджанова
1, 3 , А.А. Осадчиев
1 1 Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, Россия
2 Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
3 Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия
Одобрена к печати: 04.07.2023
DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-4-9-19
Спутниковые измерения солёности поверхностного слоя моря — один из важных источников информации о гидрофизических процессах в Арктике в безлёдный период. Ряд предыдущих исследований показал, что стандартные алгоритмы восстановления солёности, разработанные и верифицированные для наиболее типичных для Мирового океана термохалинных условий, работают с низкой точностью в случае малых значений температуры и солёности. Подобные условия, в частности, характерны для плюмов арктических рек, которые занимают значительные площади в безлёдный сезон в Северном Ледовитом океане. В настоящей работе проведено сравнение спутниковых данных с натурными измерениями солёности, проведёнными в зоне распространения плюма Оби – Енисея в Карском море в августе и октябре 2021 г. Установлено, что стандартные спутниковые алгоритмы солёности с достаточно высокой точностью описывают поля поверхностной солёности при её значениях больше 18 PSU (англ. Practical Salinity Units, практические единицы солёности) и температуре выше 7 °С. Показано, что с помощью кластерного анализа, в основе которого лежат спутниковые измерения солёности, можно получать достоверные физико-географические характеристики стоковой фронтальной зоны в Карском море.
Ключевые слова: спутниковая солёность, NASA/SMAP, натурные измерения, плюм Оби – Енисея, граница плюма, стоковая фронтальная зона, Карское море, Северный Ледовитый океан
Полный текстСписок литературы:
- Атаджанова О. А., Зимин А. В., Свергун Е. И., Коник А. А. Субмезомасштабные вихревые структуры и фронтальная динамика в Баренцевом море // Морской гидрофиз. журн. 2018. Т. 34. № 3(201). С. 237–246. DOI: 10.22449/0233-7584-2018-3-237-246.
- Ашик И. М. Моря российской Арктики в современных климатических условиях. СПб.: ААНИИ, 2021. 360 с.
- Глуховец Д. И., Гольдин Ю. А. Исследование биооптических характеристик вод Карского моря с использованием данных спутниковых и судовых измерений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 4. С. 346–350.
- 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.
- Зимин А. В., Атаджанова О. А., Коник А. А., Гордеева С. М. Сравнение результатов наблюдений, выполненных в Баренцевом море, с данными из глобальных океанологических баз // Фундам. и приклад. гидрофизика. 2020. Т. 13. № 4. С. 66–77. DOI: 10.7868/S2073667320040061
- Коник А. А., Зимин А. В., Атаджанова О. А., Педченко А. П. Оценка изменчивости характеристик Стоковой фронтальной зоны Карского моря на основе комплексирования данных спутникового дистанционного зондирования // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 2. С. 241–250. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-2-241-250.
- Коник А. А., Зимин А. В., Атаджанова О. А. Пространственно-временная изменчивость характеристик стоковой фронтальной зоны в Карском море в первые два десятилетия XXI века // Фундам. и приклад. гидрофизика. 2022. Т. 15. № 4. С. 23–41. DOI: 10.48612/fpg/38mu-zda7-dpep.
- Копелевич О. В., Буренков В. И., Шеберстов С. В. Разработка и использование региональных алгоритмов для расчета биооптических характеристик морей России по данным спутниковых сканеров цвета // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2006. Т. 3. № 2. С. 99–105.
- Пелевин В. В., Завьялов П. О., Беляев Н. А. и др. Пространственная изменчивость концентраций хлорофилла “а”, растворенного органического вещества и взвеси в поверхностном слое Карского моря в сентябре // Океанология. 2017. Т. 57. № 1. С. 183–193. DOI: 10.7868/S0030157417010130.
- Федоров К. Н. Физическая природа и структура океанических фронтов. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 296 с.
- Box J. E., Colgan W. T., Christensen T. R. et al. Key indicators of Arctic climate change: 1971–2017 // Environmental Research Letters. 2019. V. 14. Article 045010. DOI: 10.1088/1748-9326/aafc1b.
- Delatolas N., MacDonald D. G., Goodman L. et al. Comparison of structure and turbulent mixing between lateral and leading-edge river plume fronts: Microstructure observations from a T-REMUS AUV // Estuarine, Coastal and Shelf Science. 2023. V. 283. Article 108234. DOI: 10.1016/j.ecss.2023.108234.
- Eilola K., Meier H. E. M., Almroth E. On the dynamics of oxygen, phosphorus and cyanobacteria in the Baltic Sea; A model study // J. Marine Systems. 2009. V. 75. No. 1–2. P. 163–184. DOI: 10.1016/j.jmarsys.2008.08.009.
- Frey D. I., Osadchiev A. A. Large river plumes detection by satellite altimetry: case study of the Ob – Yenisei plume // Remote Sensing. 2021. V. 13. Article 5014. DOI: 10.3390/rs13245014.
- Glukhovets D., Sheberstov S., Vazyulya S. et al. Influence of the Accuracy of Chlorophyll-Retrieval Algorithms on the Estimation of Solar Radiation Absorbed in the Barents Sea // Remote Sensing. 2022. V. 14. No. 19. Article 4995. DOI: 10.3390/rs14194995.
- Ivshin V. A., Trofimov A. G., Titov O. V. Barents Sea thermal frontal zones in 1960–2017: variability, weakening, shifting // ICES J. Marine Science. 2019. V. 76. P. i3-i9. DOI: 10.1093/icesjms/fsz159.
- Kolodziejczyk N., Hamon M., Boutin J. et al. Objective analysis of SMOS and SMAP sea surface salinity to reduce large-scale and time-dependent biases from low to high latitudes // J. Atmospheric and Oceanic Technology. 2021. V. 38. No. 3. P. 405–421. DOI: 10.1175/JTECH-D-20-0093.1.
- Meissner T., Wentz F. J., Le Vine D. M. The salinity retrieval algorithms for the NASA Aquarius version 5 and SMAP version 3 releases // Remote Sensing. 2018. V. 10. P. 1–25. DOI: 10.3390/rs10071121.
- Osadchiev A. A., Medvedev I. P., Shchuka S. A. et al. Influence of estuarine tidal mixing on structure and spatial scales of large river plumes // Ocean Science. 2020. V. 16. Iss. 4. P. 781–798. DOI: 10.5194/os-16-781-2020.
- Osadchiev A. A., Frey D. I., Shchuka S. A. et al. Structure of the freshened surface layer in the Kara Sea during ice‐free periods // J. Geophysical Research: Oceans. 2021. V. 126. Article e2020JC016486. DOI: 10.1029/2020JC016486.
- Osadchiev A., Zabudkina Z., Rogozhin V. et al. Structure of the Ob – Yenisei plume in the Kara Sea shortly before autumn ice formation // Frontiers in Marine Science. 2023. V. 10. Article 1129331. DOI: 10.3389/fmars.2023.1129331.
- Pavlov V. K., Pfirman S. L. Hydrographic structure and variability of the Kara Sea: Implications for pollutant distribution // Deep-Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography. 1995. V. 42. Iss. 6. P. 1369–1390. DOI: 10.1016/0967-0645(95)00046-1.
- Serreze M. C., Stroeve J. Arctic sea ice trends, variability and implications for seasonal ice forecasting // Philosophical Trans. Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 2015. V. 373. No. 2045. Article 20140159. DOI: 10.1098/rsta.2014.0159.
- Supply A., Boutin J., Vergely J.-L. et al. New insights into SMOS sea surface salinity retrievals in the Arctic Ocean // Remote Sensing of Environment. 2020. V. 249. Article 112027. DOI: 10.1016/j.rse.2020.112027.