Детальное изучение современных климатических изменений на обширной территории арктического региона необходимо для возможности надежного прогнозирования возникающих опасных гидрологических и метеорологических явлений. Оперативная информация о гидрологических реакциях на климатические изменения имеет решающее значение при планировании экономического развития и поддержки инфраструктуры арктических регионов. Особенно это важно для прогнозирования непредвиденных затрат при ликвидации ущерба, связанного с климатическими факторами; а также для подготовки мероприятий по защите окружающей среды и адаптации общества к изменяющимся условиям жизнедеятельности. Происходящие гидрологические изменения могут быть оценены на основе использования всепогодных микроволновых методов дистанционного зондирования (Poursanidis, Chrysoulakis 2017). Для дистанционной оценки времени начала таяния и замерзания морского льда разработаны методы классификации арктических льдов с использованием радиометрических и радиолокационных изображений (Belchansky et al., 2004).
Дистанционный микроволновый мониторинг континентальных вод и Мирового Океана основан на зависимостях радиоизлучательных характеристик водной поверхности от температуры и солености воды (Ballabrera et al., 2009; Talone et al., 2010). Анализ спутниковых данных микроволнового диапазона позволяет получить объективную информацию о замерзании и таянии снежного и ледового покрова, изменении площади и сплоченности морского льда, динамики оледенения и т.д. (Романов и др., 2022; Тихонов и др., 2016; 2021; 2022). В настоящее время разработаны и широко используются следующие уровни спутниковой информации: L1С (радиояркостные температуры подстилающей поверхности), L2OS (данные о солености воды в океане), L3 (бинарные карты солености морской воды), L4С (продукты, объединяющие спутниковые данные с любым другим источником информации) (Brassington, Divakaran, et al., 2009; Kerr et al., 2010; Hoareau et al., 2014).
В данной работе приведены результаты оценки сезонных вариаций радиояркостных температур акватории Карского моря в период с 2012 по 2022 годы. По данным спутника SMOS (product L1С) были проанализированы сезонные вариации радиояркостных температур акватории Карского моря между о. Новая Земля и полуостровом Ямал за период с 2012 по 2020 годы. Динамика радиояркостных температур акватории моря исследовалась на горизонтальной и вертикальной поляризации. Тестовые участки находились на разном удалении от суши, устьев рек и различались по продолжительности существования и толщине ледяного покрова, температуре и солености воды. В летний период радиояркостные контрасты (Тя = 20 K) связаны с вариациями температуры и солености воды, морским волнением. В зимний период наблюдавшиеся радиояркостные контрасты (Тя = 100-150 К) связаны с разрушением ледяного покрова, образованием на его поверхности снежниц, появлением разводий. Определены границы временных периодов открытой воды, замерзания, ледостава и вскрытия льда для Карского моря, соответствующие качественным изменениям характеристик микроволнового излучения морской акватории. На основе анализа временных рядов радиояркостных температур определены фазы ледового режима: период открытой воды, период образования ледового покрова, период установившегося ледового покрова, период разрушения и таяния ледового покрова. В качестве гидрологических параметров, характеризующих происходящие гидролого-климатические изменения, выбраны продолжительности периодов открытой воды и ледового периода. Из анализа данных SMOS следует, что на всех участках Карского моря в летние периоды 2014–2016 гг. наблюдалось двукратное увеличение продолжительности периода открытой воды, сопровождаемое соразмерным сокращением продолжительности периода ледостава в зимние периоды 2015–2017 гг.
Исследование проведено в рамках государственных заданий Института водных и экологических проблем СО РАН, Института космических исследований РАН и гранта РФФИ № 20-05-00198-а.