Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2025. Т. 22. № 5. С. 253-263
Особенности радарного и радиометрического зондирования береговой зоны пресных озёр в микроволновом диапазоне в зимний период времени
А.А. Гурулев
1 , В.А. Казанцев
1 , А.К. Козлов
1 1 Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН, Чита, Россия
Одобрена к печати: 08.07.2025
DOI: 10.21046/2070-7401-2025-22-5-253-263
Проведены натурные радиометрические исследования пресного ледяного покрова в береговой зоне пресного водоёма, расположенного в Забайкальском крае, на длинах волн 0,3; 0,8 и 2,3 см. Кроме того, выполнены радарные измерения данного объекта исследования на длинах волн 0,8 и 2,3 см. Показано, что существуют различия в полученных данных между радарными и радиометрическими методами исследования подобных сред. При радиометрических исследованиях ледяного покрова толщиной более 1 м в сантиметровом диапазоне определяется граница раздела ледяного покрова, лежащего на водной поверхности и на грунте. В миллиметровом диапазоне, ввиду отражательных и излучательных особенностей снежного и ледяного покрова, данная граница прослеживается нечётко. В миллиметровом диапазоне наблюдается уменьшенное значение радиояркостной температуры снежно-ледяного покрова для случая со снегом, в котором отсутствуют ледяные зёрна. Это связывается с зернистостью снежного покрова, имеющего характерные размеры зёрен в несколько миллиметров. Их наличие приводит к увеличению рассеяния излучения в данном диапазоне. Для оперативности мониторинга береговой зоны пресных водоёмов целесообразно использовать БПЛА, на борту которого устанавливается радиометрический и радарный комплекс. Данная методика при высоком пространственном разрешении позволяет эффективнее определять внутренние особенности ледяного покрова, расположенного на грунтовой и водной поверхности в береговой зоне водоёма.
Ключевые слова: микроволновый диапазон, радарный метод, микроволновая радиометрия, пресный ледяной покров, береговая зона
Полный текстСписок литературы:
- Афонина Е. Ю., Ташлыкова Н. А., Цыбекмитова Г. Ц., Обязов В. А. Водоросли и беспозвоночные во льду пресноводного водоема (Забайкальский край) // Криосфера Земли. 2017. Т. 21. № 5. С. 72–81. DOI: 10.21782/KZ1560-7496-2017-5(72-81).
- Бордонский Г. С., Гурулев А. А. Особенности радиотеплового излучения ледяных покровов водоемов с различной степенью минерализации // Водные ресурсы. 2008. Т. 35. № 2. С. 210–215.
- Бордонский Г. С., Крылов С. Д. Миграция солевых включений в ледяных покровах озер Забайкалья // Изв. РАН. Сер. геогр. 2000. № 4. С. 98–102.
- Бордонский Г. С., Золотарева Л. Н., Крылов С. Д. Оценка пространственного распределения высшей водной растительности по радиотепловому излучению ледяного покрова в СВЧ-диапазоне // Исслед. Земли из космоса. 1994. № 3. С. 96–102.
- Бордонский Г. С., Гурулев А. А., Орлов А. О., Цыренжапов С. В. Различие картин радарных и радиометрических измерений (на примере ледяного покрова эвтрофированного озера) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 2. С. 228–240.
- Бордонский Г. С., Гурулев А. А., Крылов С. Д. и др. Определение областей донного газоотделения на акваториях с пресным льдом по данным радарных и радиометрических измерений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 3. С. 150–161. DOI: 10.21046/2070-7401-2016-13-3-150-161.
- Бордонский Г. С., Гурулев А. А., Казанцев В. А., Козлов А. К. Особенности методики микроволновых радиометрических измерений с борта БПЛА на волне 0,8 см // Техника радиосвязи. 2025. № 1(64). С. 102–111.
- Венславский В. Б., Орлов А. О., Харин Ю. В. Радиотепловое излучение ледяного покрова озера Арахлей как геоиндикатор изменения водного объекта // Вестн. Забайкальского гос. ун-та. 2020. Т. 26. № 7. С. 6–16. DOI: 10.21209/2227-9245-2020-26-7-6-16.
- Гурулев А. А., Цыренжапов С. В., Орлов А. О. Выявление внутренних неоднородностей в пресном ледяном покрове с использованием пассивной радиолокации // Изв. вузов. Физика. 2013. Т. 56. № 9. С. 38–41.
- Гурулев А. А., Орлов А. О., Цыренжапов С. В., Усманов М. Т. Комплексный поиск протечки дамбы электромагнитными методами зондирования // Мелиорация и гидротехника. 2025. Т. 15. № 1. С. 155–172. DOI: 10.31774/2712-9357-2025-15-1-155-172.
- Куликова Н. Н., Чебыкин Е. П., Волкова Е. А. и др. Элементный состав водорослей рода Spirogyra как индикатор загрязнения прибрежной зоны Байкала хозяйственно-бытовыми стоками // География и природные ресурсы. 2021. Т. 42. № 2. С. 79–91. DOI: 10.15372/GIPR20210209.
- Лаврентьев И. И., Носенко Г. А., Глазовский А. Ф. и др. Толщина льда и снежного покрова ледника Иган (Полярный Урал) по данным наземного радиозондирования в 2019 и 2021 гг. // Лёд и снег. 2023. Т. 63. № 1. С. 5–16. DOI: 10.31857/S2076673423010106.
- Патерсон У. С. Б. Физика ледников. М.: Мир, 1972. 312 с.
- Смахтин В. К. Ледовый режим озёр Забайкалья в условиях современного потепления // Лёд и снег. 2018. Т. 58. № 2. С. 225–230. DOI: 10.15356/2076-6734-2018-2-225-230.
- Тихонов В. В., Хвостов И. В., Романов А. Н. и др. Особенности собственного излучения Обской губы в L-диапазоне в период ледостава // Исслед. Земли из космоса. 2020. № 3. С. 59–76. DOI: 10.31857/S0205961420030070.
- Тихонов В. В., Хвостов И. В., Романов А. Н., Шарков Е. А. Модель собственного микроволнового излучения устьевых областей арктических рек с учетом попадания в пиксель радиометра поверхности суши // Исслед. Земли из космоса. 2024. № 3. С. 16–29. DOI: 10.31857/S0205961424030026.
- Топольский Н. Г., Симаков В. В., Зеркаль А. Д., Серегин Г. М., Мокшанцев А. В., Агеев С. В. Многофункциональный портативный радар для измерения толщины льда // Технологии техносферной безопасности. 2012. № 1(41). 5 с. https://uwbs.ru/publikacia-agpss-mchs/.
- Alekseeva T., Frolov S., Sokolova J. et al. Comparison of Arctic Sea Ice concentrations from the NASA team, ASI, and VASIA2 algorithms with summer and winter ship data // Remote Sensing. 2019. V. 11. No. 21. Article 2481. DOI: 10.3390/rs11212481.
- Valence E., Baraer M., Rosa E. et al. Drone-based ground-penetrating radar (GPR) application to snow hydrology // The Cryosphere. 2022. V. 16. No. 9. P. 3843–3860. DOI: 10.5194/tc-16-3843-2022.
- Vergnano A., Franco D., Godio A. Drone-borne ground-penetrating radar for snow cover mapping // Remote Sensing. 2022. V. 14. No. 7. Article 1763. DOI: 10.3390/rs14071763.