Эксперименты по спутниковому радиолокационному зондированию зон эвтрофирования

Ранее в ходе натурных экспериментов ИПФ РАН был продемонстрирован эффект уменьшения радиолокационного сигнала обратного рассеяния на водной поверхности при увеличении количества фитопланктона в приповерхностном слое. Данная работа посвящена новым данным комплексных натурных исследований на Горьковском водохранилище. В ходе экспериментов контактными методами измерялись скорость и направление ветра (акустический анемометр), концентрация фитопланктона и температура воды (YSI 6600 STD - зонд), мощность и толщина акустического рассеивающего слоя водной толщи (акустический профилограф ADCP), собирались поверхностные и объемные пробы приповерхностного слоя воды. Также проводились измерения сигнала обратного рассеяния от поверхности воды судовым скаттерометром X – диапазона и спутниковым РСА TerraSAR-X. Выполнен анализ радиолокационных изображений водохранилища за несколько дней проведения экспериментов, в которые наблюдалась существенная неоднородность распределения фитопланктона в приповерхностном слое водохранилища. Полученные изображения характеризуются различными условиями наблюдения: дифференцированы по скоростям ветра и по углам зондирования. Установлено, что эффект уменьшения сигнала обратного рассеяния спутникового РСА существенным образом зависит от угла падения и скорости ветра. При увеличении скорости ветра эффект ослабления сигнала уменьшается, а увеличение угла падения приводит к усилении эффекта. Обработка поверхностных проб показала, что увеличение концентрации фитопланктона сопровождается увеличением упругости биогенных ПАВ.
Новые полученные данные являются подтверждением эффекта уменьшения сигнала обратного рассеяния в зонах с высокой концентрацией, наблюдаемого судовым скаттерометром и спутниковым РСА. Результаты демонстрируют возможности использования данных спутникового радиолокационного зондирования для установления степени цветения внутренних водоемов и шельфовых областей морей.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (проекты № 13-05-90429, 13-05-97043, 13-05-97058, 14-05-000876), программе РАН Радиофизика, а также в рамках НИР ИПФ РАН 12.13 .