Описание морских приповерхностных течений по последовательным спутниковым изображениям биогенных сликов

Определение характеристик морских течений с использованием данных спутникового дистанционного зондирования океана является достаточно сложной проблемой, которая до сих пор полностью не решена. Традиционно, для оценки скоростей приповерхностных течений используются оптические или инфракрасные спутниковые изображения, где скорость элемента поверхности определяется по смещению цветных или температурных неоднородностей. Радары с синтезированной апертурой (РСА), позволяющие получить радиолокационные изображения земной поверхности с высоким пространственным разрешением независимо от метеорологических условий и условий освещённости местности, также очень перспективны в области спутникового дистанционного зондирования океана и могут быть использованы для восстановления морских поверхностных течений. “Нитевидные” структуры биогенной плёнки, которые часто наблюдаются на поверхности воды при слабом и умеренном ветре, могут служить маркерами для определения скоростей таких течений. Однако, работы по восстановлению морских течений по последовательным радиолокационным спутниковым изображениям достаточно редки. В этой работе были проанализированы два спутниковых снимка, полученных с помощью Envisat ASAR и ERS-2 SAR, с разницей во времени между кадрами порядка 30 минут. На последовательных кадрах изображена система сликовых структур на поверхности Балтийского моря, с севера от Гданьского залива. Данная система не сильно деформируется в течение 30 минут, поэтому было довольно легко отследить динамику сликовых фрагментов и по ним восстановить поле скоростей в данной области. Для анализа и восстановления поля скоростей приповерхностных течений был использован стандартный кросскорреляционный алгоритм. Было получено, что для некоторых “нитевидных” структур скорости были направлены почти вдоль ориентации нити, и такие структуры можно рассматривать как маркеры линий тока. Однако, для других фрагментов скорости направлены под достаточно большим углом к касательным нитевидных структур. Мы полагаем, что данный эффект существует из-за “памяти” сликов, которые не могут изменить свою ориентацию мгновенно в соответствии с быстрыми изменениями условий окружающей среды, в частности, скорости и направления ветра.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (РНФ) проект № 18-77-10066.