Инфракрасные спутниковые данные – пример использования для мониторинга динамики температурных условий в Баренцевом море

Мониторинг температурных условий Баренцева моря – одна из основных составляющих промысла гидробионтов в этой акватории. Оперативные данные о температурных показателях поверхностного слоя морской воды, используемые для информационной поддержки промысла, должны быть синхронны, равномерны, непрерывны, охватывать весь промысловый район и иметь дискретность не менее одного раза в сутки. Этим требованиям удовлетворяют только спутниковые съемки температуры поверхности океана (ТПО).
Для решения задач температурного мониторинга ФГБНУ "ВНИРО" создал и использует технологии комплексного анализа спутниковых и наземных данных для построения карт ТПО акваторий Мирового океана и морей Российской Федерации (Ванюшин и др., 2005), особенно эффективно применяемые при мониторинге ТПО Баренцева моря.
Практикуемая в настоящее время технология мониторинга ТПО Баренцева моря базируется на основе комплексного анализа цифровых материалов ежесуточной инфракрасной съемки с метеорологических ИСЗ серий “NOAA” и квазисинхронных данных «in situ» с судов, буев и береговых станций, поступающих из Центра Мировых данных (г. Москва). При восстановлении температуры моря по спутниковым данным используются 5-ти -канальная методика обработки материалов съемки.
Составление карт ТПО первичной недельной дискретности происходит в оперативном режиме:
- накопление и выборка обработанных спутниковых данных за трехдневный или семидневный период (в зависимости от вида промысловых работ) с целью составления в конце срока “спутниковых” матриц ТПО с разрешением 1 географический градус;
- накопление, выборка и составление матриц ТПО на основе анализа измерений температуры воды с судов, буев и береговых станций, полученных за аналогичный период;
- составление интегральных цифровых матриц спутниковых и судовых измерений ТПО после введения поправок за влияние атмосферы;
- составление аналоговых и цифровых вариантов недельных или трехдневных карт ТПО;
- занесение карт ТПО в банк данных.
Банк карт ТПО различной дискретности для промысловых акваторий Баренцева моря был создан в 1998 г. и непрерывно пополняется в оперативном режиме по настоящее время.
Оперативные карты распределения ТПО были использованы для информационной поддержки промысла в Баренцевом море:
• при анализе и уточнении прогноза гидрометеорологической обстановки в процессе подготовки к промысловым советам на уровне ВНИРО и Федерального Агентства по Рыболовству РФ;
• отраслевыми пользователями (бассейновыми институтами, НТФ «Комплексные системы», ООО «НПК «Морская информатика») для контроля и уточнения прогнозов промысловой обстановки в районах действия рыболовного флота РФ. Так, на промысле трески и пикши с апреля по декабрь 2005-2009 гг. в Баренцевом море по данным судовладельцев использование оперативных карт ТПО позволило увеличить производительность обслуживаемых судов и улучшить эффективность выборки квот по сравнению с остальными судами подобных типов;
• в информационном обеспечении «Программы морских исследований и внедрения комплексных информационных технологий производственно-экологического мониторинга промысловых районов Северного бассейна в 1997-2000 гг.». Достигнута высокая экономическая эффективность работ по информационной поддержке промысла;
• в информационном обеспечении «Программы комплексного изучения промысловых запасов трески и пикши Баренцева моря на основе использования современных исследовательских технологий изучения биоресурсов на период 2005-2008 гг.)».
На основе карт недельной дискретности строятся карты ТПО месячной, сезонной, годовой и многолетней дискретности, рассчитанные путем осреднения карт ТПО меньшей дискретности. Для Баренцева моря выпускаются следующие виды карт анализа ТПО: среднемесячные (среднесезонные, среднегодовые. среднемноголетние) карты ТПО; карты тенденций ТПО (сравнение с предыдущим месяцем); карты разницы ТПО (сравнение с аналогичным месяцем или сезоном прошедшего года (или других лет в пределах базы данных)); карты аномалий ТПО (сравнение с климатическими данными ТПО за аналогичный месяц). В дальнейшем на основе карт ТПО месячной и большей дискретности проводятся аналитические расчеты текущего состояния температурных условий и их динамики, которые могут быть использованы для решения широкого спектра задач, связанных с исследованием как океанологических, так и биологических процессов, происходящих в Мировом океане.
Так, спутниковый мониторинг ТПО промысловых районов Баренцева моря предоставил возможность произвести оценку влияния температурных условий на численность промыслового пополнения северо-восточной арктической трески (Gadus morhua). Полученные результаты сравнивались с величинами промыслового пополнения через три года после нереста (данные Рабочей группы ICES по арктическому рыболовству). Результаты сравнительного анализа показали наличие зависимости между этими показателями (Булатова, Ванюшин, 2017).