Журнал

О журнале Новости Редколлегия Информация для авторов и рецензентов Публикационная этика Дискуссия Контакты ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:
отправка и рецензирование статей
Архив
Том 23, 2026
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 22, 2025
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 21, 2024
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
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. 2026. Т. 23. № 4. С. 314-330

Наблюдение плюмов, образованных при впадении реки Рейн в Северное море, при помощи спутниковой радиолокации

М.И. Митягина 1 
1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 12.05.2026
DOI: 10.21046/2070-7401-2026-23-4-314-330
Рассмотрены особенности проявления на спутниковых радиолокационных изображениях (РЛИ) морской поверхности распреснённых плюмов, образованных вытоком реки Рейн в прибрежной зоне южной части Северного моря, отличающегося выраженными интенсивными приливами. Экспериментальную базу исследования составил массив данных, полученных при помощи радиолокаторов с синтезированной апертурой (РСА) C-SAR (англ. Synthetic Aperture Radar, C-band) искусственных спутников Земли Sentinel 1A и Sentinel 1C за более чем четырёхлетний период с января 2022 по апрель 2026 г. В ходе работы проведён детальный анализ спутниковой информации, и на основе обобщения его результатов установлено, что все плюмы, детектированные на РЛИ морской поверхности в районе интереса, визуализируются посредством выраженных фронтальных границ, на которых происходит существенное усиление интенсивности обратнорассеянного сигнала. Показано, что усиление интенсивности обратнорассеянного сигнала на границах плюмов обусловлено трансформацией поверхностной ряби в результате взаимодействия поверхностных волн и течений в зоне конвергенции вблизи фронта. В ходе исследования выявлен импульсный характер формирования плюмов рейнских вод в прибрежной зоне и проанализированы вызывающие его факторы. Особое внимание уделено пространственно-временной изменчивости распреснённых плюмов вод Рейна в прибрежной зоне Северного моря и доказана устойчивая повторяемость сценариев эволюции плюмов, которая находится в прямой зависимости от фаз прилива в районе интереса. На основе радиолокационных данных зафиксировано возникновение в прибрежной зоне Северного моря в непосредственной близости от устья Рейна сложных многофронтальных систем, а также поверхностных проявлений внутренних волн в море.
Ключевые слова: спутниковое дистанционное зондирование, морская поверхность, спутниковая радиолокация, РСА, выносы рек, плюм распреснённых вод, океанический фронт, фазы прилива, Северное море
Полный текст

Список литературы:

  1. Басович А. Я., Баханов В. В., Таланов В. И. Влияние интенсивных внутренних волн на ветровое волнение (кинематическая модель) // Воздействие крупномасштабных внутренних волн на морскую поверхность / под ред. Е. Н. Пелиновского. Горький: ИПФ АН СССР, 1982. С. 8–30.
  2. Баханов В. В., Таланов В. И. Трансформация нелинейных поверхностных волн в поле неоднородных течений // Приповерхностный слой океана. Физ. процессы и дистанц. зондирование / под ред. Е. Н. Пелиновского, В. И. Таланова. Т. 1. Н. Новгород: ИПФ РАН, 1999. С. 81–106.
  3. Булатов М. Г., Кравцов Ю. А., Лаврова О. Ю. и др. Физические механизмы формирования аэрокосмических радиолокационных изображений океана // Успехи физ. наук. 2003. № 173 (1). С. 69-87. DOI: 10.3367/UFNr.0173.200301d.0069.
  4. Врублевский М. В., Лаврова О. Ю., Митягина М.И, Якушева А. Н. Использование данных спутниковой альтиметрии для оценки условий наблюдения на радиолокационных изображениях выносов из Калининградского и Куршского заливов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 5. С. 306-320. DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-5-306-320.
  5. Лаврова О. Ю., Митягина М. И., Уваров И. А., Лупян Е. А. 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.
  6. 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. С. 264–283. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-5-264-283.
  7. Миропольский Ю. З. Динамика внутренних гравитационных волн в океане. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 302 с.
  8. Митягина М. И., Лаврова О. Ю. Возможности спутникового радиолокационного наблюдения плюмов речных и лагунных вод в юго-восточной части Балтийского моря // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 5. С. 288-305. DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-5-288-305.
  9. 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.
  10. Федоров К. Н. Физическая природа и структура океанических фронтов. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 295 с.
  11. Федоров К. Н., Гинзбург А. И. Приповерхностный слой океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 303 с.
  12. Alpers W. Theory of radar imaging of internal waves // Nature. 1985. V. 314 (6008). P. 245–247. DOI: 10.1038/314245a0.
  13. Alpers W., Hennings I. A theory for the imaging mechanism of underwater bottom topography by real and synthetic aperture radar // J. Geophysical Research: Oceans. 1984. V. 89. P. 10529–10546. https://doi.org/10.1029/JC089iC06p10529.
  14. Apel J. R., Gasparovic R. F., Thompson D. R., Gotwols B. L. Signatures of surface wave/internal wave interactions: Experiment and theory // Dynamics of Atmospheres and Oceans. 1988. V. 12. No. 2. P. 89–106. https://doi.org/10.1016/0377-0265(88)90020-6.
  15. Ayad M., Li J., Holt B., Lee C. Analysis and classification of stormwater and wastewater runoff from the Tijuana River using remote sensing imagery // Frontiers in Environmental Science. 2020. V. 8. Article 599030. https://doi.org/10.3389/fenvs.2020.599030.
  16. Constantin S., Doxaran D., Constantinescu Ș. 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.
  17. Cresswell G. R., Tildesley P. C. Detecting tropical river plumes and island wakes with RADARSAT // Canadian J. Remote Sensing. 2000. V. 26. No. 4. P. 267-272. DOI: 10.1080/07038992.2000.10874777.
  18. 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. V. 7. P. 12909–12941. https://doi.org/10.3390/rs71012909 .
  19. Donelan M. A., Pierson W. J., Jr. Radar scattering and equilibrium ranges in wind-generated waves with application to scatterometry // J. Geophysical Research: Oceans. 1987. V. 92. P. 4971–5029. https://doi.org/10.1029/JC092iC05p04971.
  20. Garvine R. W. Estuary plumes and fronts in shelf waters: A layer model // J. Physical Oceanography. 1987. V. 17. No. 11. P. 1877–1896. https://dx.doi.org/10.1175/1520-0485(1987)017<1877:EPAFIS>2.0.CO;2.
  21. Garvine R. W., Monk J. D. Frontal structure of a river plume // J. Geophysical Research. 1974. V. 79. P. 2251–2259. DOI: 10.1029/JC079i015p02251.
  22. Hessner K., Rubino A., Brandt P., Alpers W. The Rhine outflow plume studied by the analysis of synthetic aperture RADAR data and numerical simulations // J. Physical Oceanography. 2001. V. 31. No. 10. P. 3030–3044. DOI: 10.1175/1520-0485(2001)031<3030:TROPSB>2.0.CO;2.
  23. Horner-Devine A. R., Hetland R. D., MacDonald D. G. Mixing and transport in coastal river plumes // Annual Review of Fluid Mechanics. 2015. V. 47. P. 569–594. https://doi.org/10.1146/annurev-fluid-010313-141408.
  24. Hughes B. A. The effect of internal waves on surface wind waves 2. Theoretical analysis // J. Geophysical Research: Oceans. 1978. V. 83. P. 455-465. https://doi.org/10.1029/JC083iC01p00455.
  25. Jänicke L., Ebener A., Dangendorf S. et al. Assessment of tidal range changes in the North Sea from 1958 to 2014 // J. Geophysical Research: Oceans. 2021. V. 126. Article e2020JC016456. https://doi.org/10.1029/2020JC016456.
  26. Jay D. A., Pan J., Orton P. M. et al. Asymmetry of Columbia River tidal plume fronts // J. Marine Systems. 2009. V. 78. No. 3. P. 442–459. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2008.11.015.
  27. Jiang L., Yan X-H., Klemas V. Remote sensing for the identification of coastal plumes: case studies of Delaware Bay // Intern. J. Remote Sensing. 2009. V. 30. P. 2033–2048. https://doi.org/10.1080/01431160802549211.
  28. Klemas V. Remote sensing of coastal plumes and ocean fronts: Overview and case study // J. Coastal Research. 2012. V. 28. No. 1A. P. 1-7. https://doi.org/10.2112/JCOASTRES-D-11-00025.1.
  29. Kostianoy A. G., Lebedev S. A., Solovyov D. M., Tepe Y. 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.
  30. Kudryavtsev V., Hauser D., Caudal G., Chapron B. A semiempirical model of the normalized radar cross-section of the sea surface 1. Background model // J. Geophysical Research: Oceans. 2003. V. 108. P. FET 2-1–FET 2-24. https://doi.org/10.1029/2001JC001003.
  31. Kudryavtsev V., Akimov D., Johannessen J., Chapron B. On radar imaging of current features: 1. Model and comparison with observations // J. Geophysical Research: Oceans. 2005. V. 110. Article C07016. DOI: 10.1029/2004JC002505.
  32. Lavrova O., Krayushkin E., Golenko M., Golenko N. 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.
  33. Li C., Li X., Zhang G. et al. Estuarine plume: A case study by satellite SAR observations and in situ measurements // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2017. V. 55. P. 2276-2287. DOI:10.1109/TGRS.2016.2641161.
  34. Milliman J. D., Farnsworth K. L. River discharge to the coastal ocean: A global synthesis. Cambridge, UK: Cambridge Univ. Press., 2011. 384 c. https://doi.org/10.1017/CBO9780511781247.
  35. Mityagina M. I. Kura River plume patterns observed by satellite SAR in the coastal zone of the southwestern Caspian Sea // Ecologica Montenegrina. 2025. V. 85. P. 89–106. https://doi.org/10.37828/em.2025.85.5.
  36. O’Donnell J., Marmorino G. O., Trump C. L. Convergence and downwelling at a river plume front // J. Physical Oceanography. 1998. V. 28. No. 7. P. 1481–1495. DOI: 10.1175/1520-0485(1998)028<1481:CADAAR>2.0.CO;2.
  37. Orton P. M., Jay D. A. Observations at the tidal plume front of a high‐volume river outflow // Geophysical Research Letters. 2005. V. 32. Article L11605. DOI: 10.1029/2005GL022372.
  38. Osadchiev A., Sedakov R. 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. Rijnsburger S., Flores R. P., Pietrzak J. D. et al. The influence of tide and wind on the propagation of fronts in a shallow river plume // J. Geophysical Research: Oceans. 2018. V. 123. P. 5426–5442. https://doi.org/10.1029/2017jc013422.
  40. Sletten M., Marmorino G. O., Donato T. F. An airborne, real aperture radar study of the Chesapeake Bay outflow plume // J. Geophysical Research: Oceans. 1999. V. 104. P. 1211–1222. https://doi.org/10.1029/1998JC900034.
  41. Souza A. J., Simpson J. H. Controls on stratification in the Rhine ROFI system // J. Marine Systems. 1997. V. 12. No. 1–4. P. 311–323. https://doi.org/10.1016/S0924-7963(96)00105-4.
  42. van Alphen J. S. L. J., de Ruijter W. P. M., Borst J. C. Outflow and three-dimensional spreading of Rhine River water in the Netherlands coastal zone // Physical Processes in Estuaries. Berlin, Heidelberg: Springer, 1988. P. 70–92. DOI: 10.1007/978-3-642-73691-9_5.
  43. Voronovich A. G., Zavorotny V. U. Theoretical model for scattering of radar signals in Ku- and C-bands from a rough sea surface with breaking waves // Waves in Random Media. 2001. V. 11. P. 247–269. DOI: 10.1080/13616670109409784.
  44. Zhang X., Twarog E. M., McLaughlin D. J. et al. Radar scattering behavior of estuarine outflow plumes // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2004. V. 42. P. 367–379. DOI: 10.1109/TGRS.2003.821056.
  45. Zheng Q., Clemente-Colón P., Yan X.-H. et al. Satellite synthetic aperture radar detection of Delaware Bay plumes: Jet-like feature analysis // J. Geophysical Research: Oceans. 2004. V. 109. Article C03031. DOI: 10.1029/2003JC002100.