Алгоритм классификации тонких льдов в области прибрежных полыней Охотского моря по измерениям микроволнового радиометра AMSR-E со спутника Aqua

Полыньи, постоянно наблюдающиеся в прибрежных районах Охотского моря, оказывают существенное влияние на характеристики водных масс и биологические процессы. Изучение формирующихся в них льдов может проводиться с использованием карт сплоченности, которые строятся по данным пассивного микроволнового зондирования со спутников серии DMSP n Aqua с использованием алгоритмов Nasa Team 2 (NT2) и Basic Bootstrap (BBA) и доступны через интернет. Ледяной покров в полыньях и сами прибрежные полыньи на этих картах отображаются, как правило, как области пониженной сплоченности льда. Это обусловлено тем, что алгоритмы NT2 и BBA были разработаны для определения сплоченности однолетних и многолетних льдов. Их применение к областям, где наблюдаются тонкие льды, электромагнитные свойства которых существенно отличаются от свойств льдов последующих возрастных градаций, приводит к заметным погрешностям в оценке сплоченности. Более точную индикацию полыней и оценку сплоченности тонких льдов обеспечивают алгоритмы [1] и [2]. Предлагаемая альтернативная методика изучения полыней и формируемого в них тонкого льда основана на использовании спутниковых измерений в микроволновом и видимом диапазонах. С этой целью был подготовлен массив данных, включающий в себя безоблачные и малооблачные видимые изображения ледяного покрова Охотского моря, полученные спектрорадиометром MODIS со спутника Aqua 14, 16, 18, 20-25 февраля и 6 и 8 марта 2003 г., поля яркостных температур по измерениям AMSR-E с того же спутника и метеорологические наблюдения прибрежных метеостанций. По показаниям 1-го канала (620-670 нм) спектрорадиометра MODIS были восстановлены поля альбедо льда A с пространственным разрешением 250 х 250 м. По этим полям были определены границы прибрежных полыней и построены карты сплоченности и типов льда в полыньях, поскольку альбедо растет от минимальных значений (свободная ото льда поверхность моря) до максимальных значений (толстый заснеженный лед). Сведения о полыньях и о ледяном покрове на основе альбедо были использованы при разработке алгоритма определения границ полыней и оценки сплоченности и типов льда в области полыней по яркостным температурам, измеренным AMSR-E. Разработанный алгоритм тестируется на сопряженном массиве яркостных температур. Рассматриваются результаты применения алгоритма к данным микроволнового спутникового зондирования областей полыней в северо-западной и северной частях Охотского моря, в зал. Терпения (Охотское море) и в Татарском прол. (Японское море), которые сопоставляются с полями сплоченности по данным NT2 и BBA, а также с результатами применения алгоритмов [1] и [2]. Обсуждаются возможные приложения разработанных алгоритмов и направления дальнейших исследований.
Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ 06-05-96076-р_восток_а, 08-05-99109-р_офи и гранта ДВО РАН 06-III-B-07-291.

1. Cavalieri D. J. A microwave technique for mapping thin sea ice // J. Geophys. Res. 1994. V. 99. No. C6. P. 12561-12572.
2. Martin S., Drucker R., Yamashita K. The production of ice and dense shelf water in the Okhotsk Sea polynyas // J. Geophys. Res. 1998. V. 103. No. C12. P. 27771-27782.