Идентификация ледяного покрова Рыбинского водохранилища и исследование его межгодовой изменчивости по данным спутниковой альтиметрии и радиометрии
Ключевые слова:
Рыбинское водохранилище, ледовый режим, дистанционное зондирование, спутниковая альтиметрия, спутниковая радиометрияАннотация
В работе представлены результаты идентификации ледяного покрова и исследование межгодовой изменчивости ледового режима Рыбинского водохранилища по данным спутниковой альтиметрии и радиометрии. Для этого проводился анализ совместного распределения радиояркостной температуры подстилающей поверхности, измеряемой по двум каналам бортовым микроволновым радиометром, и коэффициента обратного рассеяния на частоте Ku, рассчитываемого по данным альтиметра. На основании анализа совместного распределения этих параметров были выделены две области скопления, которые соответствовали чистой воде и скоплению льда. Верификация этих областей проводилась по данным серии изображений в видимом диапазоне многоканальных спектрорадиометров MODIS спутников Terra и Aqua, спектрометра MERIS спутника ENVISAT и серии спутников Landsat. Результаты исследования показали, что данный подход позволяет с достаточной точностью идентифицировать ледяной покров на акватории Рыбинского водохранилища. По данным спутников Jason-1 и Jason-2 с 2002 по 2016 годы время начала ледостава смещается со скоростью 0,624±0,152 суток в год, а время начала вскрытия – 0,673±0,256 суток в год. Продолжительность ледового режима за этот временной интервал уменьшалась со скоростью -1,303±0,341 суток в год. Максимальная продолжительность ледостава наблюдалась зимой 2002/2003 годов и составила 164 дня, а минимальная – зимой 2006/2007 годов и составила 134 дня
Библиографические ссылки
Аншаков Г.П., Журавель Ю.Н., Ращупкин А.В. Использование мульти- и гиперспектральных данных дистанционного зондирования для автоматизированного мониторинга рек и водоемов в весенний период // Компьютерная оптика. – 2015. – Т. 39. – № 2. – С. 224–233.
Гидрометеорологический режим озер и водохранилищ СССР. Водохранилища Верхней Волги. / Под ред. З.А. Викулиной, В.А. Знаменского. – Л.: Гидрометеоиздат, 1975. – 291 с.
Йоханнессен О.М., Александров В.Ю., Фролов И.Е., Сандвен С., Петтерссон Л.Х., Бобылев Л.П., Клостер К., Смирнов В.Г., Миронов Е.У., Бабич Н.Г. Научные исследования в Арктике. Том 3. Дистанционное зондирование морских льдов на северном морском пути: изучение и применение. – С.-Пб.: Наука, 2007. – 512 с.
Каретников С.Г., Науменко М.А., Гузиватый В.В., Шимараев М.Н., Кураев А.В. Согласованность межгодовой изменчивости ледового режима Байкала и Ладожского озера. // География и природные ресурсы. – 2016. – № 2. – С. 69–77.
Кравцова В.И., Маслов А.А., Тутубалина О.В. Изображение Земли из космоса: примеры применения. Научно-популярное издание. – М.: ООО Инженерно-технологический центр «Сканэкс». – 2005. – 100 с.
Кринов Е. Л. Спектральная отражательная способность природных образований. – Л.: АН СССР, 1947. – 271 с.
Лаврова О.Ю., Костяной А.Г., Лебедев С.А., Митягина М.И., Гинзбург А.И., Шеремет Н.А. Комплексный спутниковый мониторинг морей России. – М.: ИКИ РАН, 2011. – 480 с.
Лебедев С.А., Костяной А.Г. Спутниковая альтиметрия Каспийского моря. ‒ М.: Издательский центр «МОРЕ» Международного института океана, 2005. – 366 с.
Спутниковые методы определения характеристик ледяного покрова морей. / Под ред. В.Г. Смирнова. – СПб.: ААНИИ, 2011. – 240 с.
Сутырина Е.Н. Изучение особенностей ледово-термического режима озера Хубсугул с применением данных радиометра AVHRR // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. – 2014. – Т. 11. – № 1. – С. 190–199.
Сутырина Е.Н. Особенности температурного режима оз. Байкал по данным радиометра AVHRR. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. – 2016. – Т. 13. – № 5. – С. 121–130.
Финкельштейн М.И., Лазарев Э.И., Чижов А.Н. Радиолокационные аэроледомерные съемки рек, озер, водохранилищ. – Л.: Гидрометеоиздат. – 1984. – 112 с.
Фортунатов М.А. Цветность и прозрачность воды Рыбинского водохранилища как показатели его режима // Тр. Инст. биол. водохр. АН СССР. – 1959. – Т. 2. – №. 5. – С. 246–352.
Черепанов А.С. Вегетационные индексы // Геоматика. – 2011. – №. 2. – С. 98–102.
Comiso J.C. Polar Oceans from Space. – New York: Springer, 2009. – 507 p. doi: 10.1007/978-0-387-68300-3.
Duguay C.R., Bernier M., Gauthier Y., Kouraev A. Remote sensing of lake and river ice. // Remote Sensing of the Cryosphere / Ed. M. Tedesco. – John Wiley & Sons, Ltd, 2015. – P. 273–306. doi: 10.1002/9781118368909.ch12
Kouraev A.V., Kostianoy A.G, Lebedev S.A. Recent changes of sea level and ice cover in the Aral Sea derived from satellite data (1992–2006) // J. Marine Systems. – 2009. – V. 76. – № 3. – P. 272–286. doi: 10.1016/j.jmarsys.2008.03.016.
Kouraev A.V., Papa F., Buharizin P.I., Cazenave A., Cretaux J.-F., Dozortseva J., Remy F. Study and monitoring of sea ice cover in the Caspian and Aral seas from TOPEX/Poseidon microwave data. // Building the European Capacity in Operational Oceanography. Elsevier Oceanography Series. V. 69. – Elsevier, 2003. – P. 141–145. doi: 10.1016/S0422-9894(03)80024-7.
Kouraev A.V., Papa F., Buharizin P.I., Cazenave A., Cretaux J.-F., Dozortseva J., Remy F. Ice cover variability in the Caspian and Aral seas from active and passive microwave satellite data // Polar Research. – 2003. – V. 22. – № 1. – P. 43–50. doi: 10.1111/j.1751-8369.2003.tb00094.x.
Kouraev A.V., Papa F., Mognard N.M., Buharizin P.I., Cazenave A., Cretaux J.-F., Dozortseva J., Remy F. Sea ice cover in the Caspian and Aral Seas from historical and satellite data // J. Marine Systems. – 2004. V. 47. – № 1–4. – P. 89–100. doi: 10.1016/j.jmarsys.2003.12.011.
Kouraev A.V., Papa F., Mognard N.M., Buharizin P.I., Cazenave A., Cretaux J.-F., Dozortseva J., Remy F. Synergy of Active and Passive Satellite Microwave Data for the Study of First–Year Sea Ice in the Caspian and Aral Seas // IEEE Trans. Geosci. Rem. Sens. – 2004. – V. 42. – № 10. – Р. 2170–2176. doi: 10.1109/TGRS.2004.835307
Kouraev A.V., Shimaraev M.N., Buharizin P.I., Naumenko M.A., Cretaux J.-F., Mognard N.M., Legresy B., Remy F. Ice and snow cover of continental water bodies from simultaneous radar altimetry and radiometry observations // Survey in Geophysics. – 2008. – V. 29. – № 4–5. – P. 271–295. doi: 10.1007/s10712-008-9042-2.
Kouraev A.V., Zakharova E.A., Rémy F., Kostianoy A.G., Shimaraev M.N., Hall N.M.J., Suknev A.Ya. Giant ice rings on lakes Baikal and Hovsgol: Inventory, associated water structure and potential formation mechanism // Limnology and Oceanography. – 2016. – V. 61. № 3. – P. 1001–1014. doi: 10.1002/lno.10268.
Kouraev A.V., Zakharova E.A., Rémy F., Suknev A.Y. Study of Lake Baikal Ice Cover from Radar Altimetry and In–Situ Observations. // Marine Geodesy. – 2015. – V. 38. – спец № 1. – P. 477–486. doi: 10.1080/01490419.2015.1008155.
Kramert H. J. Observation of the Earth and its Environment. – Verlag Berlin Heidelberg: Springer, 2002. – 1509 p. doi: 10.1007/978-3-642-56294-5.
Microwave remote sensing of sea ice // Ed. F.D. Carsey. – Washington: American Geophysical Union, 1992. – 462 p.
Rees W.G. Remote Sensing of Snow and Ice. – New York: Taylor&Franc. Group, 2006. – 285 p.
Rybushkina G., Troitskaya Y., Soustova I. Ice cover determination of the Volga and the Don River reservoirs on the base of Jason-2 sattelite observations //Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), 2014 IEEE International. – IEEE, 2014. – С. 149–152. doi: 10.1109/IGARSS.2014.6946378.
Sea Ice Physics and Remote Sensing / Eds. M. Shokr, N. Sinha. – Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2015. – 579 p.
Zakharova E.A., Fleury S., Guerreiro K., Willmes S., Rémy F., Kouraev A.V., Heinemann G. Sea ice leads detection using SARAL/AltiKa altimeter // Marine Geodesy. – 2015. – V. 38. – спец № 1. – P. 522–533. doi: 10.1080/01490419.2015.1019655.
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Лицензиар (автор или коллектив авторов) обязуется предоставить Лицензиату (Тверской государственный университет) право использовать произведение следующим образом:
воспроизведение произведения;
распространение экземпляров произведения любым способом;
импорт оригинала или экземпляров произведения в целях распространения;
доведение произведения до всеобщего сведения путем передачи в эфир или по кабелю или с помощью иных аналогичных средств.
передавать за вознаграждение право использования произведения третьим лицам.
Территория, на которой допускается использование произведения, не ограничена.
Права использования произведения предоставляются Лицензиату с сохранением за Лицензиаром права выдачи лицензий другим лицам.