Материалы 18-й Всероссийской открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 16–20 ноября 2020 г.

(http://conf.rse.geosmis.ru)

XVIII.E.227

Анализ гидрологического режима Обской губы в период ледостава по данным спутниковой микроволновой радиометрии

Тихонов В.В. (1), Романов А.Н. (2), Алексеева Т.А. (3), Хвостов И.В. (2), Боярский Д.А. (1), Синицкий А.И. (4), Шарков Е.А. (1), Комарова Н.Ю. (1)
(1) Институт космических исследований РАН, Моква, Россия
(2) Институт водных и экологических проблем СО РАН, Барнаул, Российская Федерация
(3) Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт (ААНИИ), Санкт-Петербург, Россия
(4) ООО «ГЕОИНЖСЕРВИС», Москва, Россия
В последние годы в Арктике зарегистрированы серьезные изменения в состоянии и динамике различных гидрологических процессов. Сюда входит: сокращение сезона снежного покрова; более поздний ледостав и более раннее вскрытие речного, озерного и морского льда; увеличение стока пресной воды; таяние ледников; деградация вечной мерзлоты и увеличение толщины активного слоя почвы; уменьшение площади морского льда и т.п. (Романов и др., 2018, 2019). Эти изменения коснулись и многочисленных рек впадающих в Северный Ледовитый океан, среди которых четыре из двенадцати самых протяженных на Земле - Енисей (5870 км), Обь (5400 км), Лена (4400 км) и Маккензи (4180 км). На долю этих рек приходится почти 60% пресной воды, которая стекает с континентов в Северный Ледовитый океан. Из-за своей уникальной связи между сушей и морем, Северный Ледовитый океан подвергается большему воздействию пресной воды, стекающей в него, чем любой другой океан (Coastal, 2020).
Обская губа представляет собой уникальную экосистему, находящуюся в условиях сложного взаимодействия речных и морских факторов. Она подвержена очень сильным сезонным воздействиям с существенными колебаниями температуры, солнечной освещённости, ледяного покрова, биогенной нагрузки и множеством других факторов, включая антропогенные и техногенные воздействия (Войнов и др., 2017).
В докладе представлены результаты теоретического анализа сезонных и межгодовых зависимостей яркостной температуры различных областей Обской губы в период ледостава по данным радиометра MIRAS (спутник SMOS). Анализ выполнен для всей акватории Обской губы (13 областей), а также для одной области Карского моря, расположенной далеко от эстуария. Показано, что если в устье Оби и в первой трети Обской губы наблюдается схожая с пресноводными озерами динамика яркостной температуры (Тихонов и др., 2017; Tikhonov et al., 2018), то далее, при приближении к акватории Карского моря эта динамика нарушается (Тихонов и др., 2020) и в конечном итоге становится схожей с динамикой яркостной температуры в центральной области Карского моря. Такое изменение объясняется авторами увеличением солености воды и, соответственно, возрастанием поглощения излучения в нижнем слое льда, контактирующим с водной поверхностью. Выявленные закономерности сезонных вариаций яркостной температуры различных областей Обской губы и связанные с ними фазы ледяного покрова могут быть использованы для оценки солености и зоны смешения вод эстуария в зимнее время по данным спутниковой микроволновой радиометрии. Полученные результаты открывают возможность создания методики определения фронтальной зоны крупных эстуариев Арктики в период ледостава. Поскольку такие характеристики воды эстуария как пространственное распределение взвешенных твёрдых частиц, мутность, температура и солёность коррелируют между собой (Baban, 1993; Ray et al., 2013), то можно говорить и об оценке других гидрологических характеристик воды под ледяным покровом по данным спутниковой микроволновой радиометрии.
Работа выполнена при поддержке РФФИ 20-05-00198-а «Спутниковая микроволновая радиометрия эстуариев российской Арктики - анализ гидрологического режима в период ледостава» (Тихонов В.В., Романов А.Н., Хвостов И.В., Синицкий А.И.) и темы «Мониторинг» гос. регистрация № 01.20.0.2.00164 (Боярский Д.А., Шарков Е.А., Комарова Н.Ю.).

Ключевые слова: эстуарий, спутниковая микроволновая радиометрия, яркостная температура, морской лед, пресноводный лед
Литература:
  1. Войнов Г.Н., Налимов Ю.В., Пискун А.А., Становой В. В., Усанкина Г.Е. Основные черты гидрологического режима Обской и Тазовской губ (лед, уровни, структура вод). СПб. 2017. 192 с.
  2. Романов А.Н., Хвостов И.В., Уланов П.Н., Ковалевская Н.М., Кириллов В.В., Плуталова Т.Г., Кобелев В.О., Печкин А.С., Синицкий А.И., Сысоева Т.Г., Хворова Л.А. Космический мониторинг арктических и субарктических территорий Ямало-Ненецкого автономного округа. Барнаул: ООО «Пять плюс», 2018. 120 с.
  3. Романов А.Н., Хвостов И.В., Тихонов В.В., Боярский Д.А., Севастьянова Л.Ю., Уланов П.Н., Шарков Е.А. Радиотепловой режим дельт северных рек (на примере Северной Двины) как индикатор гидролого-климатических изменений в Арктике // Сборник материалов Всероссийской конф. с международным участием II Юдахинские чтения «Проблемы обеспечения экологической безопасности и устойчивое развитие арктических территорий». Архангельск: ФГБУН ФИЦКИА РАН, 2019. С. 105–109.
  4. Тихонов В.В., Хвостов И.В., Романов А.Н., Шарков Е.А. Анализ изменений ледяного покрова пресноводных водоемов по данным SMOS // Исследование Земли из космоса. 2017. № 6. С. 46-53.
  5. Тихонов В.В., Хвостов И.В., Романов А.Н., Шарков Е.А., Боярский Д.А, Комарова Н.Ю., Синицкий А.И. Особенности собственного излучения Обской губы в L-диапазоне в период ледостава // Исследование Земли из космоса. 2020. № 3. С. 59-76.
  6. Baban S.J. Detecting water quality parameters in the Norfolk Broads, U.K., using Landsat imagery // Intern. J. Remote Sensing. 1993. V. 14. No. 7. P. 1247–1267.
  7. Coastal and Marine Environments, ed.: Wang Y. CRC Press, Taylor & Francis Group. 2020. 365 p.
  8. Ray R., Mandal S., Dhara A. Environmental monitoring of estuaries: Estimating and mapping various environmental indicators in Matla estuarine complex, using Landsat TM digital data // Intern. J. Geomatics and Geosciences. 2013. V. 3. No. 3. P. 570–581.
  9. Tikhonov V., Khvostov I., Romanov A., Sharkov E. 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.

Презентация доклада



Ссылка для цитирования: Тихонов В.В., Романов А.Н., Алексеева Т.А., Хвостов И.В., Боярский Д.А., Синицкий А.И., Шарков Е.А., Комарова Н.Ю. Анализ гидрологического режима Обской губы в период ледостава по данным спутниковой микроволновой радиометрии // Материалы 18-й Всероссийской открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2020. C. 260. DOI 10.21046/18DZZconf-2020a

Дистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов

260