Дождевой паводок 2016 г. в Приморском крае: мониторинг из космоса

Во второй половине августа 2016 г. малоподвижный антициклон над Охотским морем препятствовал продвижению на север - северо-восток насыщенных влагой циклонов, располагавшихся над Японским морем и Приморским краем. Частые и временами сильные осадки вызвали быстрый подъем уровня воды в реках, затопление пойм, переувлажнение почв. Приближение к Японии тайфуна Lionrock и его последующий выход на Приморье осложнило ситуацию. В регионе выпала трехмесячная норма осадков. Из-за паводка был объявлен режим ЧС федерального уровня. С 4 по 6 сентября край оказался под влиянием тайфуна Namtheun, который принес еще до трех декадных норм осадков. Наводнение стало одним из самых разрушительных и масштабных за всю историю наблюдений. Затопленными оказались тысячи домов и десятки тысяч гектаров земли, погиб урожай, размыты сотни метров дорог, снесены мосты, многие семьи потеряли дома, машины, другое имущество. После наводнения более 350 домов стали непригодны для жизни. Экономический ущерб превысил 800 млн рублей. При обработке данных спутниковых сенсоров, работающих в видимом, ИК и микроволновом (МВ) диапазонах, были получены сведения о состоянии водосборов крупных и малых рек и озер и о развитии наводнения в Приморье. Измерения велись несколько раз в сутки, в том числе при облачности и в ночное время. Структура, типы и перемещение облачных полей прослеживались по видимым и ИК-изображениям полярно орбитальных спутников (Aqua, Terra, Метеор-М №2, Suomi NPP) и геостационарного спутника COMS. Распределение паросодержания атмосферы, водозапаса облаков и интенсивности осадков были найдены по измерениям МВ радиометров GCOM-W1, ATMS и МТВЗА-ГЯ и двухчастотного радиолокатора DPR. Зоны мощной облачности и осадков над открытой водой и над сушей выделялись по пониженным значениям яркостных температур Тя на частотах ν > 80 ГГц. Температура воздуха в верхней тропосфере и нижней стратосфере регистрировалась по данным зондирования МТВЗА-ГЯ в области полосы поглощения кислорода на ν ≈ 52-57 ГГц. Спутниковые оценки были сопоставлены с модельными значениями Тя(ν), рассчитанными по данными радиозондирования атмосферы и реанализа. Мониторинг характеристик земной поверхности в обширной области, охватывающей районы наводнения, осуществлялся по измерениям GCOM-W1, ATMS и МТВЗА-ГЯ на частотах ν ≈ 6-50 ГГц. Изменчивость Тя(ν) определялась вариациями относительных площадей растительности, влажной почвы и открытой воды в пределах элемента разрешения МВ радиометра. При частичной облачности и ясной погоде площади затопленных пойм рек, прибрежных зон озер и сельскохозяйственных угодий идентифицировались c различной степенью детальности по спектральным изображениям в видимом и ближнем ИК диапазонах, полученным со спутников Aqua, Метеор-М № 2, Landsat, Sentinel-2 и Ресурс-П. Изображения РСА на волнах 5,6 см со спутника Sentinel-1А и 23,6 см со спутника ALOS-2 служили основным источником сведений о затоплении в условиях облачности и осадков и в ночное время. В докладе выполнен анализ многосенсорных данных, характеризующих различные стадии паводка редкой повторяемости, рассмотрены природные индикаторы уровня воды. В ближайшие годы количество спутников и характеристики, установленных на них сенсоров обеспечат существенное увеличение объема поступающей информации о природных катастрофах, для чего следует продолжить теоретические и экспериментальные работы по изучению взаимодействия электромагнитного излучения с различными средами, по разработке алгоритмов восстановления гидрологических параметров по данным ДЗЗ. Не менее важно расширять сотрудничество со странами, имеющими обширный арсенал средств изучения Земли из космоса и модели, использующие данные ДЗЗ для мониторинга и предсказания наводнений.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 15-I-1-009_о и соглашения с Японским аэрокосмическим исследовательским агентством JAXA по спутнику GCOM-W1. Авторы благодарят ESA за изображения РСА со спутника Sentinel-1A и изображения MultiSpectral Instrument (MSI) со спутника Sentinel-2, JAXA и METI за изображения РСА со спутника ALOS-2 и НЦ ОМЗ за изображения прибора Геотон-Л1 со спутника Ресурс-П № 2.