Мониторинг дождевого паводка в бассейне Амура методом спутниковой микроволновой радиометрии

Объёмы воды на поверхности бассейна интегрируют процессы увлажнения, испарения и фильтрации и являются непосредственным фактором стока. В видимом диапазоне длин волн площади покрытия бассейна крупными и мелкими озёрами и речной сетью могут характеризоваться общей для бассейна площадью поверхности воды тех объектов, размеры которых больше разрешающей способности спутниковых сенсоров, и изменением отражательной способности за счёт изменений общей площади зеркала воды микроозёр, размеры которых меньше указанной величины. В инфракрасном (ИК) диапазоне характеристикой бассейна может служить температура подстилающей поверхности, которая может быть различной для крупных и малых площадей открытой воды и окружающего фона и изменяться на протяжении суток. Временные ряды данных спутникового зондирования в видимом и ИК-диапазонах согласуются друг с другом с учётом различия в разрешающей способности датчиков и физико-географических особенностей.
Пространственное разрешение спутниковых микроволновых радиометров значительно уступает разрешению приборов в видимом и ИК-диапазонах, однако, независимость от времени суток и облачности, резкие различия в коэффициентах излучения воды и материковых и растительных покровов и хорошо выраженная зависимость спектра излучения почвы от влажности позволяют получать важные сведения о динамике наводнений, охватывающих значительные площади, из измерений яркостных температур Тя(ν) на различных частотах ν и поляризациях.
В работе представлены результаты моделирования Тя для характеристик каналов радиометра AMSR2 на спутнике GCOM-W1 при вариациях относительных площадей открытой воды, растительных покровов и почвы с различной влажностью в пределах отдельных пикселей, которые, таким образом, характеризуются эффективным коэффициентом излучения, а также параметров атмосферы. При интерпретации полей Тя(ν) над бассейном Амура, полученных AMSR2 на различных стадиях наводнения в июле-октябре 2013 г., используются результаты моделирования, видимые и ИК-изображения спектрорадиометра MODIS со спутников Aqua и Terra и иная сопутствующая информация. По данным AMSR2 построены карты относительной площади бассейна Амура, покрытой водой, показывающие развитие наводнения. Для калибровки радиометра используются минимальные значения Тя(ν) над пресноводным озером Ханка и максимальные Тя(ν) над сплошным лесным покровом. Измерения в видимом, ИК- и микроволновом диапазонах, регистрирующие неполное покрытие бассейна водой, и экспериментальные данные о строении поверхности бассейна позволят оценить объёмы воды на поверхности и выйти на прогноз стока.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 13-05-12093-офи_м и соглашения ТОИ ДВО РАН с Японским аэрокосмическим исследовательским агентством JAXA.