Журнал

О журнале Новости Редколлегия Информация для авторов и рецензентов Публикационная этика Дискуссия Контакты ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:
отправка и рецензирование статей
Архив
Том 21, 2024
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5
Том 20, 2023
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 19, 2022
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 18, 2021
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 17, 2020
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 16, 2019 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 15, 2018 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 14, 2017 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 13, 2016 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 12, 2015 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 11, 2014 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 10, 2013 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 9, 2012 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5
Том 8, 2011 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 7, 2010 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Выпуск 6, 2009 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 5, 2008 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 4, 2007 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 3, 2006 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 2, 2005 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 1, 2004 г.
Том 1
Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
Ваш e-mail:
подписаться отписаться
English version
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. 2024. Т. 21. № 4. С. 237-250

Влияние гидродинамических процессов на распространение вод Вислы в Гданьском заливе по данным дистанционного зондирования

М.И. Митягина 1 , О.Ю. Лаврова 1 , П.Д. Жаданова 1 
1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 05.08.2024
DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-4-237-250
Представлены результаты исследования, направленного на уточнение и дополнение существующих на настоящий момент представлений о характере распространения богатых взвешенным веществом и органикой вод р. Вислы в Гданьском заливе. Экспериментальной основой для выявления, восстановления и дальнейшего анализа пространственно-временных характеристик распространения вод Вислы при её впадении в Гданьский залив послужили данные видимого диапазона высокого пространственного разрешения сенсоров MSI (англ. Multispectral Instrument) ИСЗ Sentinel 2A,  -2B и OLI/OLI-2 (англ. Operational Land Imager) ИСЗ Landsat-8, -9, полученные за двухлетний период наблюдений — с 1 мая 2022 г. по 30 апреля 2024 г. Для восстановления более полной картины развития гидродинамических процессов в заливе к исследованию привлекались данные спутниковых радиолокаторов с синтезированной апертурой (РСА, англ. Synthetic Aperture Radar — SAR) C-SAR ИСЗ Sentinel 1A, -1B, полученные за тот же период. Рассмотрены различные сценарии распространения вод р. Вислы в Гданьском заливе, выявленные нами на спутниковых изображениях. Установлена роль мезомасштабных и мелкомасштабных вихревых структур с характерным горизонтальным масштабом 5–20 км как одного из основных факторов, контролирующих формирование ареалов распространения речных вод и переноса взвешенного вещества наряду с приводным ветром и вдольбереговыми течениями. Обоснована необходимость учёта вклада гидродинамических процессов в заливе, в первую очередь мезо- и субмезомасштабных вихрей, которые способны транспортировать воду и содержащиеся в ней примеси различной природы на большие расстояния, для достоверной оценки площади распространения речных вод. Показано, что основной вклад в перенос взвеси, попавшей в залив с речными водами, вносят вихревые диполи. Подчёркивается важность дистанционного зондирования как инструмента получения детальных сведений о фактическом пространственно-временном распределении вихревых структур в районах интереса.
Ключевые слова: спутниковое дистанционное зондирование, эвтрофикация, речные плюмы, Висла, Балтийское море, вихревые процессы в море, вихревой диполь, взвешенное вещество
Полный текст

Список литературы:

  1. Гинзбург А. И., Булычева Е. В., Костяной А. Г. и др. Вихревая динамика в Юго-Восточной Балтике по данным спутниковой радиолокации // Океанология. 2015. Т. 55. № 6. С. 893–902. DOI: 10.7868/S0030157415060064.
  2. Гинзбург А. И., Крек Е. В., Костяной А. Г. и др. Эволюция мезомасштабного антициклонического вихря и вихревых диполей/мультиполей на его основе в юго-восточной Балтике(спутниковая информация: май – июль 2015 г.) // Океанолог. исслед. 2017. Т. 45. № 1. С. 10–22. DOI: 10.29006/1564-2291.JOR-2017.45(1).
  3. Завьялов П. О., Маккавеев П. Н., Коновалов Б. В. и др. Гидрофизические и гидрохимические характеристики морских акваторий у устьев малых рек российского побережья Черного моря // Океанология. 2014. Т. 54. № 3. С. 293–308. DOI: 10.7868/S0030157414030150.
  4. Копелевич О. В., Вазюля С. В., Шеберстов С. В. и др. Взвешенное вещество в поверхностном слое вод Юго-Восточной Балтики по спутниковым данным // Океанология. 2016. Т. 56(1). С. 51–59. DOI: 10.7868/S0030157416010068.
  5. Краюшкин Е. В., Лаврова О. Ю., Назирова К. Р. и др. Формирование и распространение вихревого диполя за мысом Таран в Юго-Восточной Балтике // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 4. С. 214–221. DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-4-214-221.
  6. Краюшкин Е. В., Лаврова О. Ю., Назирова К. Р. и др. Трёхмерная структура и динамика вод в прибрежных вихревых диполях в юго-восточной части Балтийского моря: результаты спутниковых наблюдений и подспутниковых измерений летом 2021 года // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 6. С. 265–279. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-6-265-279.
  7. Лаврова О. Ю., Митягина М. И., Костяной А. Г. Спутниковые методы выявления и мониторинга зон экологического риска морских акваторий. М.: ИКИ РАН, 2016. 334 с.
  8. Лаврова О. Ю., Митягина М. И., Уваров И. А. и др. 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.
  9. Лаврова О. Ю., Назирова К. Р., Алферьева Я. О. и др. Сопоставление параметров плюмов рек Сулак и Терек на основе спутниковых данных и измерений in situ // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 5. C. 264–283. DOI:10.21046/2070-7401-2022-19-5-264-283.
  10. Назирова К. Р., Лаврова О. Ю., Краюшкин Е. В. и др. Особенности выявления параметров речного плюма контактными и дистанционными методами // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 2. С. 227–243. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-2-227-243.
  11. Назирова К. Р., Лаврова О. Ю., Алферьева Я. О. и др. Пространственно временная изменчивость плюмов рек Терек и Сулак по спутниковым данным и синхронным натурным измерениям // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 5. С. 285–303. DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-5-285-303.
  12. Осадчиев А. А. Речные плюмы. М.: Науч. мир. 2021. 285 c.
  13. Расчеты и прогнозы гидрологических характеристик: Междуведомств. сб. науч. тр. Л.: ЛГМИ, 1989. Т. 103. 175 с.
  14. Уваров И. А., Халикова О. А., Балашов И. В., Бурцев М.А, Лупян Е. А., Матвеев А. А., Платонов А. Е., Прошин А. А., Толпин В. А., Крашенинникова Ю. С. Организация работы с метеорологической информацией в информационных системах дистанционного мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. № 2. С. 30–45.
  15. Ayad M., Li J., Holt B. et al. Analysis and classification of stormwater and wastewater runoff from the Tijuana River using remote sensing imagery // Frontiers in Environmental Science. 2020. V. 8. https://doi.org/10.3389/fenvs.2020.599030.
  16. Bojanowski R. Trace elements and the Vistula — the impact on their distribution in the Gulf of Gdansk // Studia i Materialy Oceanologiczne. 1981. V. 34. P. 53–92 (in Polish).
  17. Constantin S., Doxaran D., Constantinescu S. Estimation of water turbidity and analysis of its spatio-temporal variability in the Danube River plume (Black Sea) using MODIS satellite data // Continental Shelf Research. 2016. V. 112. P. 14–30. https://doi.org/10.1016/j.csr.2015.11.009.
  18. Cyberska B., Krzyminski W. Extension of the Vistula river waters in the Gulf of Gdansk // Proc. 16th Conf. Baltic Oceanographers. 1988. P. 290–305.
  19. Cyberska B., Trzosinska A. Environmental conditions in the Gulf of Gdansk during the last decade, 1974–1983 // Proc. 14th Conf. Baltic Oceanographers. 1984. P. 490–509.
  20. Devlin M. J., Petus C., da Silva E. et al. Water quality and river plume monitoring in the great barrier reef: An overview of methods based on ocean colour satellite data // Remote Sensing. 2015. Vol. 7. P. 12909-12941. https://doi.org/10.3390/rs71012909.
  21. Doxaran D., Froidefond J.-M., Castaing P. et al. Dynamics of the turbidity maximum zone in a macrotidal estuary (the Gironde, France): Observations from field and MODIS satellite data // Estuarine, Coastal and Shelf Science. 2009. V. 81. P. 321–332. https://doi.org/10.1016/j.ecss.2008.11.013.
  22. Grelowski A., Wojewodzki T. The impact of the Vistula river on the hydrological conditions in the Gulf of Gdansk in 1994 // Bull. Sea Fisheries Institute. 1996. V. 137. No. 1. P. 23–33.
  23. Gurova E., Chubarenko B. Remote-sensing observations of coastal sub-mesoscale eddies in the south-eastern Baltic // Oceanologia. 2012. V. 54. No. 4. P. 631–654. https://doi.org/10.5697/oc.54-4.631.
  24. Gustafsson B. G., Schenk F., Blenckner T. Reconstructing the development of Baltic Sea eutrophication 1850–2006 // AMBIO: J. Human Environment. 2012. V. 41. P. 534–548. https://doi.org/10.1007/s13280-012-0318-x.
  25. HELCOM (2004). The fourth Baltic Sea pollution load compilation (PLC-4) // Baltic Sea Environment Proc. 2004. No. 93. 188 p.
  26. Kostianoy A. G., Lebedev A., Solovyov D. M. et al. On river plumes along the Turkish coast of the Black Sea // Ecologica Montenegrina. 2019. V. 25. P. 63–78. DOI: 10.37828/em.2019.25.7.
  27. Kowalik Z. Currents // The Gulf of Gdańsk. Wroclaw: Wyd. Geol., 1990. P. 140–153.
  28. Kowalik Z., Wroblewski A. Steady wind-driven currents in the Gulf of Gdansk // Acta Geophysica Polonica. 1971. V. 19. No. 2. P. 111–125 (in Polish).
  29. Krezel A., Cyberski J. Influence of the Vistula river on suspended matter content in the Gulf of Gdansk waters // Studia i Materialy Oceanologiczne. 1993. V. 64. P. 27–39.
  30. Lavrova O. Yu., Soloviev D. M., Mityagina M. I. et al. Revealing the influence of various factors on concentration and spatial distribution of suspended matter based on remote sensing data // Proc. SPIE: Remote Sensing of the Ocean, Sea Ice, Coastal Waters, and Large Water Regions. 2015. V. 9638. DOI: 10.1117/12.2193905.
  31. Lavrova O., Krayushkin E., Golenko M. et al. (2016a), Effect of wind and hydrographic conditions on the transport of Vistula lagoon waters into the Baltic Sea: Results of a combined experiment // IEEE J. Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 2016. V. 9. No. 11. P. 5193–5201. DOI: 10.1109/JSTARS.2016.2580602.
  32. Lavrova O. Y., Soloviev D. M., Strochkov M. A. et al. (2016b), River plumes investigation using Sentinel 2A MSI and Landsat-8 OLI data // Proc. SPIE: Remote Sensing of the Ocean, Sea Ice, Coastal Waters, and Large Water Regions. 2016. Vol. 9999. Article 99990G. https://doi.org/10.1117/12.2241312.
  33. Lavrova O.Yu., Krayushkin E. V., Nazirova K. R. et al. Vortex structures in the Southeastern Baltic Sea: satellite observations and concurrent measurements // Proc. SPIE: Remote Sensing of the Ocean, Sea Ice, Coastal Waters, and Large Water Regions. 2018. V. 10784. Article 1078404. DOI: 10.1117/12.2325463.
  34. Majewski A. Hydrological characteristics of the Polish coast estuarine waters // Prace Państw. Instyt. Hydrol.-Meteorol. 1972. V. 105. P. 3–40 (in Polish).
  35. Matciak M, Nowacki J. The Vistula River discharge front–surface observations // Oceanologia. 1995. V. 37. No. 1. P. 75–88.
  36. Nechad B., Ruddick K., Schroeder T. et al. CoastColour Round Robin datasets: a database to evaluate the performance of algorithms for the retrieval of water quality parameters in coastal waters // Earth System Science Data. 2015. V. 7. No. 7. P. 319–348. https://doi.org/10.5194/essd-7-319-2015.
  37. Nechad B., Dogliotti A., Ruddick K. G. et al. Particulate backscattering retrieval from remotely-sensed turbidity in various coastal and riverine turbid waters // Proc. ESA Living Planet Symp. 2016. V. 740. Article 419.
  38. Osadchiev A. A., Sedakov R. O. Spreading dynamics of small river plumes off the northeastern coast of the Black Sea observed by Landsat-8 and Sentinel 2 // Remote Sensing of Environment. 2019. V. 221. P. 522–533. DOI: 10.1016/j.rse.2018.11.043.
  39. Ostrowska M., Darecki M., Krezel A. et al. Practical applicability and preliminary results of the Baltic environmental satellite remote sensing system (SatBaltyk) // Polish Maritime Research. 2015. V. 22. No. 3. P. 43–49. https://doi.org/10.1515/pomr-2015-0055.
  40. Ostrowska M., Ficek D., Stoltmann D. et al. Ten years of remote sensing and analyses of the Baltic Sea primary production (2010–2019) // Remote Sensing Applications: Society and Environment. 2022. V. 26. Article 100715. https://doi.org/10.1016/j.rsase.2022.100715.
  41. The Gulf of Gdansk / ed. Majewski A. Wroclaw: Wyd. Geol., 1990. 502 p. (in Polish).
  42. Zajaczkowski M., Darecki M., Szczucinski W. Report on the development of the Vistula river plume in the coastal waters of the Gulf of Gdansk during the May 2010 flood // Oceanologia. 2010. V. 52. No. 2. P. 311–317.