Архив
Том 21, 2024
Том 20, 2023
Том 19, 2022
Том 18, 2021
Том 17, 2020
Том 16, 2019 г.
Том 15, 2018 г.
Том 14, 2017 г.
Том 13, 2016 г.
Том 12, 2015 г.
Том 11, 2014 г.
Том 10, 2013 г.
Том 9, 2012 г.
Том 8, 2011 г.
Том 7, 2010 г.
Выпуск 6, 2009 г.
Выпуск 5, 2008 г.
Выпуск 4, 2007 г.
Выпуск 3, 2006 г.
Выпуск 2, 2005 г.
Выпуск 1, 2004 г.
Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
Ваш e-mail:
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 5. С. 219-231

Анализ пространственно-временной изменчивости излучения морской воды и морского льда морей Арктики

М.А. Животовская 1 , Е.В. Заболотских 1 , С.М. Азаров 1 
1 Российский государственный гидрометеорологический университет, Санкт-Петербург, Россия
Одобрена к печати: 14.08.2023
DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-5-219-231
Работа посвящена анализу коэффициентов микроволнового излучения морского льда и морской воды в Арктике на частотах 6,9; 10,65; 18,7; 23,8; 36,5 и 89 ГГц на вертикальной и горизонтальной поляризации. Коэффициенты излучения были рассчитаны для периода с 1 января по 31 декабря 2020 г. с использованием среднесуточных измерений радиометра AMSR2 (англ. Advanced Microwave Scanning Radiometer) и модели радиояркостной температуры микроволнового излучения системы «морской лёд – океан – атмосфера» без учёта рассеяния излучения. Расчёты проводились с использованием данных реанализа ERA5 для температуры поверхности и профилей атмосферных метеопараметров. Для разделения поверхности по типу морской лёд/морская вода использовался готовый спутниковый продукт по сплочённости льда университета Бремена. Результаты свидетельствуют о существенно большей изменчивости коэффициентов излучения морского льда по сравнению с ранее опубликованными исследованиями. Изменчивость коэффициентов излучения арктического морского льда растёт с частотой и на частоте 89 ГГц в два раза выше, чем на частотах 18,7; 23,8; 36,5 ГГц.
Ключевые слова: морской лёд, Арктика, спутниковые микроволновые измерения, микроволновые радиометры
Полный текст

Список литературы:

  1. Заболотских Е. В., Шапрон Б. Геофизические модельные функции зависимости микроволнового излучения холодного океана от скорости ветра на частотах K и Ka-диапазона для угла 55 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 5. С. 243–254. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-5-243-254.
  2. Andersen S., Tonboe R., Kaleschke L. et al. Intercomparison of passive microwave sea ice concentration retrievals over the high-concentration Arctic sea ice // J. Geophysical Research. 2007. V. 112. No. C8. DOI: 10.1029/2006JC003543.
  3. Comiso J. C. Sea Ice Concentration and Extent // Encyclopedia of Remote Sensing / ed. Njoku E. G. N. Y.: Springer, 2014. P. 727–743. DOI: 10.1007/978-0-387-36699-9_162.
  4. Comiso J. C., Meier W. N., Gersten R. Variability and trends in the Arctic Sea ice cover: Results from different techniques // J. Geophysical Research: Oceans. 2017. V. 122. No. 8. P. 6883–6900. DOI: 10.1002/2017JC012768.
  5. Eppler D. T., Farmer L. D., Lohanick A. W. et al. Passive Microwave Signatures of Sea Ice // Microwave Remote Sensing of Sea Ice. Geophysical Monograph Ser. / ed. Carsey F. 1992. V. 68. P. 47–71. https://doi.org/10.1029/GM068p0047.
  6. Garrity C. Characterization of Snow on Floating Ice and Case Studies of Brightness Temperature Changes During the Onset of Melt // Microwave Remote Sensing of Sea Ice. Geophysical Monograph Ser. / ed. Carsey F. 1992. V. 68. P. 313–328. https://doi.org/10.1029/GM068p0313.
  7. Hewison T. J., English S. J. Airborne retrievals of snow and ice surface emissivity at millimeter wavelengths // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 1999. V. 37. No. 4. P. 1871–1879. DOI: 10.1109/36.774700.
  8. Imaoka K., Kachi M., Kasahara M. et al. Instrument performance and calibration of AMSR-E and AMSR2 // Intern. Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 2010. V. 38. No. 8. P. 13–18.
  9. Langlois A., Barber D. G. Passive microwave remote sensing of seasonal snow-covered sea ice // Progress in Physical Geography: Earth and Environment. 2007. V. 31(6). P. 539–573. https://doi.org/10.1177/0309133307087082.
  10. Liu Q., Weng F., English S. J. An Improved Fast Microwave Water Emissivity Model // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2011. V. 49. No. 4. P. 1238–1250. DOI: 10.1109/TGRS.2010.2064779.
  11. Mathew N., Heygster G., Melsheimer C. Surface emissivity of the Arctic sea ice at AMSR-E frequencies // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2009. V. 47. No. 12. P. 4115–4124. DOI: 10.1109/TGRS.2009.2023667.
  12. Meissner T., Wentz F. J. The emissivity of the ocean surface between 6 and 90 GHz over a large range of wind speeds and earth incidence angles // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2012. V. 50. No. 8. P. 3004–3026. DOI: 10.1109/TGRS.2011.2179662.
  13. Przybylak R. The Climate of the Arctic. Norwell, MA, USA: Kluwer Academic Publ., 2003. 270 p. DOI: 10.1002/joc.952.
  14. Spreen G., Kaleschke L., Heygster G. Sea ice remote sensing using AMSR-E 89-GHz channels // J. Geophysics Research: Oceans. 2008. V. 113. No. C2. Article C02S03. DOI: 10.1029/2005JC003384.
  15. Tedesco M., Mote T., Steffen K. et al. Remote sensing of melting snow and ice // Remote Sensing of the Cryosphere / ed. Tedesco M. Oxford: John Wiley and Sons, 2015. P. 99–122. https://doi.org/10.1002/9781118368909.ch6.
  16. Tikhonov V. V., Khvostov I. V., Romanov A. N., Sharkov E. A. 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. https://doi.org/10.5194/tc-12-2727-2018.
  17. Troy B. E., Hollinger J. P., Lerner R. M., Wisler M. M. Measurement of the microwave properties of sea ice at 90 GHz and lower frequencies // J. Geophysical Research: Oceans. 1981. V. 86. No. C5. P. 4283–4289. https://doi.org/10.1029/JC086iC05p04283.
  18. Wentz F. J., Meissner T. Atmospheric absorption model for dry air and water vapor at microwave frequencies below 100 GHz derived from spaceborne radiometer observations // Radio Science. 2016. V. 51. No. 5. P. 381–391. DOI: 10.1002/2015RS005858.
  19. Willmes S., Bareiss J., Haas C., Nicolaus M. The importance of diurnal processes for the seasonal cycle of sea-ice microwave brightness temperatures during early summer in the Weddell Sea // Annals of Glaciology. 2006. V. 44. P. 297–302. https://doi.org/10.3189/172756406781811817.
  20. Willmes S., Nicolaus M., Haas C. The Microwave Emissivity Variability of Snow Covered First-Year Sea Ice from Late Winter to Early Summer: A Model Study // Cryosphere. 2014. V. 8. P. 891–904. DOI: 10.5194/tc-8-891-2014.
  21. Zabolotskikh E., Azarov S. Wintertime Emissivities of the Arctic Sea Ice Types at the AMSR2 Frequencies // Remote Sensing. 2022. V. 14. Article 5927. DOI: 10.3390/rs14235927.
  22. Zabolotskikh E. V., Chapron B. Consideration of Atmospheric Effects for Sea Ice Concentration Retrieval from Satellite Microwave Observations // Russian Meteorology and Hydrology. 2019. V. 44. P. 124–129. https://doi.org/10.3103/S1068373919020055.