Сборник тезисов докладов шестнадцатой Всероссийской открытой конференции "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса", Москва, ИКИ РАН, 2018 год
Новый метод оценки сплоченности морского льда по данным измерений AMSR2 на частоте 89 ГГц
Заболотских Е.В. (1), Балашова Е.А. (1)
(1) Лаборатория спутниковой океанографии, Российский государственный гидрометеорологический университет, Санкт-Петербург, Россия
Картирование ледяного покрова возможно лишь при помощи спутниковых измерений, среди которых измерения сканирующих многоканальных микроволновых радиометров отличаются возможностью количественно восстанавливать сплоченность морского льда (С) независимо от облачности и времени суток. Несмотря на большое количество методов восстановления С, задача повышения точности остается актуальной, поскольку даже в стабильных условиях отсутствия таяния/замерзания разные методы дают разные результаты в области кромки морского льда и в других областях, где С далека от 0 или 100%.
В данной работе рассматривается новый метод оценки сплоченности морского льда по данным усовершенствованного японского радиометра Advanced Microwave Scanning Radiometer 2 (AMSR2) со спутника GCOM-W1. Новый метод основан на использовании высокочастотных каналов измерений AMSR2 (на 89 ГГц), и позволяет осуществлять картирование морского льда с разрешением 3 на 3 км. Метод основан как на результатах физического моделирования радиояркостных температур (Тя) системы океан – морской лед – атмосфера, так и на анализе полей измерений AMSR2 в арктическом регионе.
Моделирование Тя микроволнового излучения системы морской лед – океан – атмосфера выполнено для диапазонов атмосферных условий и параметров морского льда и океана, характерных для Арктики. Для проведения модельных расчетов используются данные ре-анализа Era-Interim для одного года измерений, обеспечивая тем самым максимальный диапазон изменчивости геофизических параметров .
Анализ полей Тя на 89 ГГц – как расчетных, так и измеренных – позволил выбрать оптимальную схему использования точек привязки для алгоритма (поляризационных разностей в измерениях над открытой водой PD_W и над морским льдом PD_I), при которой для PD_I используется фиксированное значение (эта возможность обусловлена малыми вариациями PD_I) а для PD_W используется не фиксированное значение, а значение, выбор которого определяется близостью к кромке морского льда. При этом кромка льда определяется по пороговым значениям Тя на канале 6.9 ГГц вертикальной поляризации.
Метод восстановления сплоченности имплементирован в Арктический портал Лаборатории спутниковой океанографии (ЛСО). Предварительная обработка данных AMSR2 Level 1R заключается в получении среднесуточных значений Тя на сетке 3 на 3 км в арктической проекции EPSG:3413 из измерений в А- и В-сканах. С использованием функционала портала по совместному анализу данных разного пространственного и временного разрешения проведена верификация метода на основе сопоставления результатов его применения с данными радиолокаторов с синтезированной апертурой (РСА) Sentinel 1 A,B, снимками MODIS в оптическом диапазоне и картами морского льда Норвежского метеорологического института.
Ключевые слова: сплоченность морского льда, спутниковые микроволновые радиометры, AMSR2, методы восстановления параметров, моделирование микроволнового излучения, Арктический порталДистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов
265