научный журнал по космическим исследованиям Исследование Земли из космоса ISSN: 0205-9614

МИТНИК Л.М., МИТНИК М.Л. — 2011 г.

Предложен и исследован оригинальный алгоритм оценки скорости ветра W по приращению яркостной температуры взволнованной поверхности океана на частоте = 10.7 ГГц на горизонтальной (Г) поляризации относительно ее значения при W = 0 м/с, ТЯок(11Г, W = 0). Суммарный вклад восходящего излучения атмосферы Т и ее нисходящего излучения Т отраженного поверхностью океана и ослабленного атмосферой в яркостную температуру системы океан–атмосфера TЯ (11Г) определяется расчетным путем по значениям паросодержания атмосферы V и поглощения в облаках на частоте 10.7 ГГц обл(11), которые находятся по измерениям ТЯ на = 23.8 и 36.5 ГГц на вертикальной (В) поляризации. В алгоритме использованы экспериментальные данные о зависимости коэффициентов излучения океана от скорости ветра в широком диапазоне изменения W. Погрешность алгоритма определена по замкнутой схеме с использованием массива модельных значений яркостных температур ТЯ(11), ТЯ(24 и ТЯ(36, рассчитанных по судовым радиозондовым измерениям в открытом океане с учетом шумов радиометра AMSR-E. Алгоритм применим при водозапасе облаков 1 кг/м2 и отсутствии интенсивных осадков. Приведены примеры восстановления полей W, V, поглощения в атмосфере и других параметров во внетропических циклонах над Тихим океаном. Ветер по данным AMSR-E хорошо согласуется с данными скаттерометра QuikSCAT при W < 20 м/с, а при W 20 м/с, как правило, превышает их.

КАШКИН В.Б., РОМАНОВ А.А. — 2011 г.

Рассмотрены данные спутниковой сканирующей системы ЕР/TOMS об общем содержании озона (ОСО) в период Алтайского землетрясения 2003 г. Основной удар пришелся на 27 сентября 2003 г. с магнитудой M = 7.3, за 5 дней до этого появилось новое “облако” озона. В следующие дни размер облака возрос, максимальное ОСО увеличилось на 70 ед. Добсона, однако после главного толчка ОСО уменьшилось. Вероятно, вновь возникший озон – приземный, является результатом фотохимических реакций с участием литосферных газов.

РОГАЧЁВ К.А., ШЛЫК Н.В. — 2011 г.

Экспериментальные исследования циркуляции вод Сахалинского залива до сих пор не проводились. В настоящей работе сопоставлены спутниковые наблюдения и дрейф поверхностных буев. Использованы данные видимых каналов радиометра AVHRR с пространственным разрешением 1.1 км (спутники серии NOAA), а также канала 1 радиометра MODIS с разрешением 250 м (спутники Aqua и Terra). Обработка спутниковых данных проводилась с помощью программных средств, разработанных в Центре коллективного пользования регионального спутникового мониторинга окружающей среды ДВО РАН. Морские наблюдения включают данные спутниковых буев Argos, любезно предоставленные Экологической компанией Сахалина, и СТД-наблюдения, полученные Тихоокеанским океанологическим институтом ДВО РАН в разные годы. Спутниковые наблюдения указывают, что вода, стекающая в Сахалинский залив, формирует антициклоническую циркуляцию. Такая циркуляция накапливает значительную часть речного стока Амура. Начальная скорость стока устанавливает положение выступа вод низкой солености и его последующую динамику. Наблюдения за дрейфующими буями Аргос выявили антициклоническую циркуляцию в заливе на поверхности с периодом около 3–8 дней. Время нахождения дрифтера в пределах вихря составило около одного месяца. Полученные данные о циркуляции в Сахалинском заливе сравниваются с аналогичными наблюдениями, проведенные нами в смежном к нему заливе Академии. Характеристики циркуляции в заливе Академии получены на основе спутниковых наблюдений за траекторией отдельных льдин и заякоренных буев. Результаты этих наблюдений сопоставлены с простой моделью, что позволяет установить природу циркуляции, и ее основные характеристики.

ВАНИНА-ДАРТ Л.Б., РОМАНОВ А.А., ШАРКОВ Е.А. — 2011 г.

В работе анализируются данные томографического зондирования, которое проводилось в ноябре 2007 г. над тремя пунктами, расположенными на одном меридиане: Южно-Сахалинск (47° с.ш., 143° в.д.), Поронайск (49° с.ш, 143° в.д.) и Ноглики (52° с.ш., 143° в.д.) в поиске возможного влияния тропического циклона (ТЦ) на верхнюю ионосферу. Использование метода ионосферной томографии на базе сигналов низкоорбитальных спутниковых навигационных систем позволяет выявлять вариации ионосферных параметров, вызванных распространением сильных циклонов в тропосфере Земли, чего принципиально нельзя достигнуть только с использованием глобальных спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС и GPS. Полученные результаты свидетельствуют о том, что после нескольких суток действия ТЦ наблюдается понижение значений критической частоты слоя F2 на расстоянии около 3000 км от очага возмущения по горизонтали (в долготном направлении). Также вблизи зоны действия ТЦ (по долготе) и на протяжении 1–2 сут может наблюдаться повышение значений foF2. Сложности морфологического анализа данного явления заключаются в том, что ТЦ является “широкополосным” и длительно действующим источником возмущения.

ИВАНОВ В.В. — 2011 г.

Для исследования природы геофизических объектов и событий анализируются вариации траектории спутников миссии Топекс-Посейдон. Предполагаемый источник вариаций – неоднородности плотности земной коры. Предполагаемый механизм действия – гравитационные силы. Предварительно выделены возможные источники возмущения. Полагается, что неоднородности появляются вследствие различия плотности суши и воды. На материалах наблюдения вариаций траектории треков 025, 060, 212, 034 спутников миссии Топекс-Посейдон обнаружены три типа аномалий. К первому типу аномалий отнесены вариации малой амплитуды (100 м) с характерными временами изменения в несколько секунд. Ко второму типу отнесены импульсные аномалии, которые наблюдаются в моменты пересечения траектории и границы суша-вода. Они совпадают с ожидаемыми аномалиями по месту расположения, однако по амплитуде превосходят оценочные значения в десятки раз. К третьему типу аномалий относятся квазипериодические колебания траектории с амплитудой в несколько километров. Эти аномалии квазигармоничны, период колебаний составляет несколько секунд и изменяется в зависимости от расположения точки наблюдения. Возможно, аномалии имеют геофизическое происхождение. Проведена попытка подтверждения естественного происхождения периодической компоненты. Построен спектр поглощения сейсмического излучения сильных землетрясений при регистрации на станциях системы IRIS. Прогнозированы линии полосы поглощения спектра излучения. Прогнозируемые линии поглощения обнаружены.

ЖАБИН И.А., ЛУКЬЯНОВА Н.Б. — 2011 г.

Течение Соя проникает в Охотское море через прол. Лаперуза и распространяется вдоль побережья о-ва Хоккайдо и южных Курильских о-вов как прибрежное пограничное течение. Спутниковые (Landsat TM, NOAA/AVHRR и альтиметрия AVISO) и гидрологические данные были использованы для исследования взаимодействия антициклонических вихрей с течением Соя в южной части Охотского моря. В работе рассматриваются теплые и соленые поперечные струйные течения (стримеры), которые наблюдаются на спутниковых изображениях в районе, прилегающем к южным Курильским о-вам. Поперечные струи распространялись на расстояние 150–300 км от островов, закручиваясь вокруг антициклонических вихрей. Поперечные струи являются эффективным механизмом обмена и перемешивания между водами прибрежного течения Соя и глубоководной частью Охотского моря.

БАЛАНДИН С.Ф., ШИШИГИН С.А. — 2011 г.

Выбран спектральный диапазона 920–960 см-1 для спутникового измерения СО2 в атмосфере корреляционным методом. Оценена оптимальная функция пропускания измеряемого газа в корреляционной канале радиометра. Показано, что влияние атмосферных газов (Н2, СО, О3, N2O, СН4) и ошибки задания температуры поверхности Земли и ее вертикального распределения в атмосфере на погрешность измерения содержания СО2 во всей толще атмосферы могут достигать нескольких процентов.

ГРИШИН С.Ю. — 2011 г.

Рассматривается очень сильное извержение вулкана Пик Сарычева (о-в Матуа, центральные Курилы) в июне 2009 г. по дистанционным данным (космическим фотоснимкам) и наземным наблюдениям, выполненным летом 2009 г. Описывается характер извержения и катастрофическое воздействие на природу острова.

МАРДАНОВ И.И. — 2011 г.

Неблагоприятные природные процессы, происходящие в высокогорной зоне, отражаются на физико-химических и, следовательно, агропроизводственных свойствах почв альпийских и субальпийских лугов. При этом наблюдается дифференциация почв по агропроизводственным особенностям и других процессов, связанных с ними. В этой работе рассмотрены природные факторы, влияющие на такую дифференциацию, представлены некоторые результаты полевых и камеральных исследований с использованием аэрофотоснимков отдельных крупных горных массивов Большого Кавказа и пути достижения экологического баланса в разной степени нарушенных землях, пути осуществления природоохранных мероприятий.

КУБРЯКОВ А.А., СТАНИЧНЫЙ С.В. — 2011 г.

В работе применен новый подход для восстановления средней динамической топографии Черного моря. При этом были использованы контактные наблюдения – измерения SVP – дрифтеров и данные вертикального зондирования температуры и солености совместно с измерениями аномалий уровня моря, полученными по данным спутниковой миссии Topex/Poseidon. Абсолютный уровень моря, восстановленный по альтиметрическим данным с использованием средней динамической топографии, полученной в работе, был сопоставлен с динамическим уровнем, полученным по независимым судовым съемкам. Сопоставление показало, что представленная в работе методика позволяет более точно определять динамическую топографию Черного моря по сравнению с работами предыдущих авторов. Результаты этой работы будут полезны для восстановления полей геострофических течений по данным спутниковой альтиметрии.

ЩЕПИН М.В. — 2011 г.

В статье представлен анализ возможности применения программного метода, реализованного в программе ALINA, для выявления предвестников землетрясений по результатам обработки изображений разновременных космических снимков исследуемого сейсмоактивного района, сделанных в период, предшествующий событию. Исследуется динамика границ перепада яркости. Представлены несколько вариантов программной обработки, результаты которой могут быть использованы при среднесрочном прогнозе события, среди которых особо следует выделить индикацию динамики события с прогнозированием эпицентра по выявленным кольцевым структурам. Данные результаты получены при обработке четырех разновременных космических снимков MODIS района землетрясения произошедшего 22.02.2003 г. в США.

БЕЛЯЕВА Т.А., БОБРОВ П.П., КОНДРАТЬЕВА О.В., РЕПИН А.В. — 2011 г.

Приведены результаты измерения комплексной диэлектрической проницаемости увлажненных дистиллированной водой порошков из сферических кварцевых гранул, порошка гидрофобного диэлектрика, речного песка, а также двух образцов естественных почв в диапазоне частот 0.1–8 ГГц. Обнаружено, что по диэлектрическим характеристикам в почве при влажности, не превышающей наименьшей влагоемкости, кроме прочно связанной воды можно выделить еще две ее формы. Показано, что диэлектрическая проницаемость этих двух форм воды зависит от физических свойств минерала, формы и размеров почвенных частиц. Найдены параметры модели Дебая для этих форм воды. Рассмотрены возможные причины, приводящие к изменению диэлектрической проницаемости воды при взаимодействии с почвенными частицами. Установлено, что влажность почвы, соответствующая переходу от одной формы воды к другой, близка к максимальной молекулярной влагоемкости.

ДМИТРИЕВ В.В., СВИРИДЕНКО Б.Ф., ФИНИЧЕНКО Е.Н. — 2011 г.

На примере изучения заболоченных озер Омской области и прилегающих частей их водосборных бассейнов рассмотрены возможности использования спутниковых данных для дистанционной оценки масштабов трансгрессии водоемов и роста увлажненности территории. В основу положен метод спутниковой фитоиндикации указанных процессов по данным радиометра LISS-III спутниковой платформы IRS-1D. Проведено исследование спектрально-яркостных и вегетативных характеристик различных типов растительности, а также пространственное и высотное (зависящее от рельефа) распределение растительных сообществ. С использованием наземных геоботанических данных проведена оценка точности предложенного метода.

ГОХБЕРГ М.Б., ЛАПШИН В.М., СТЕБЛОВ Г.М., ШАЛИМОВ С.Л. — 2011 г.

По измерениям вариаций полного электронного содержания ионосферы на сети российских станций GPS рассмотрено воздействие на ионосферу двух подводных землетрясений, произошедших в районе Курильских о-вов 15 ноября 2006 г. и 13 января 2007 г. Благодаря удачному расположению станций, исследован отклик ионосферы на эти землетрясения как вблизи, так и вдали от эпицентров (до расстояний порядка 1000 км). Обнаружено, что кажущаяся скорость распространения возмущений в ионосфере (1–3 км/с) значительно превышает скорость распространения волн цунами, вызванных землетрясениями, что может быть использовано в целях прогноза цунами. Показано, что наряду с известной формой ионосферного отклика на землетрясения в виде N-волны наблюдается отклик в виде инвертированной N-волны как вблизи, так и вдали от эпицентра. Дана интерпретация причин появления отклика в виде инвертированной N-волны.

БАРТАЛЕВ С.А., ЛУПЯН Е.А., МЕДВЕДЕВА М.А., САВИН И.Ю. — 2011 г.

Разработан метод выявления многолетней динамичности растительности на больших территориях, основанный на совместном использовании данных со спутников серии NOAA и метеорологической информации. Используя архив данных вегетационного индекса NDVI, рассчитанного по данным прибора AVHRR за период с 1982 по 2006 гг., проанализирована специфика многолетней динамики преобладающих классов растительного покрова Северной Евразии. Выделены регионы, характеризующиеся статистически значимым трендом состояния растительности. Проанализирована направленность наблюдаемых изменений растительности и их связь с региональными изменениями климата.

КУТУЗОВ А.В. — 2011 г.

Предлагаются решения для анализа структуры и динамики береговых экотонов “вода–суша” на основе обработки данных дистанционного зондирования (ДЗ) и материалов комплексных полевых исследований на побережьях крупных равнинных водохранилищ степной биогеографической зоны, на примере Цимлянского водохранилища (Волгоградская и Ростовская обл.). Показана продуктивность использования для выделения экотонной территории среднемасштабной космосъемки, которая позволяет получать снимки с периодичностью до двух недель (MODIS Terra), при разрешении до 250 м/пиксел. Для генетического и контурного дешифрирование экотонной структуры побережий: экотона “вода–суша” крупных равнинных водохранилищ – требуется использование данных ДЗ высокого разрешения (Landsat – 15–60 м). Данные использованных источников (спутниковые снимки разных сенсоров, данные GPS, векторные слои топоосновы, материалы лесотаксации и др.) показали хорошую совместимость для целей мониторинга, обеспечивая основу комплексной характеристики блоков экотона “вода–суша”, для обоснования выделения блоков экотона. При первичной оценке структуры этого типа экотона удовлетворительные результаты дает анализ спутникового снимка в спектре максимального поглощения воды (канал 5 Landsat), без использования вегетационных индексов.

САМКО Е.В. — 2011 г.

Проведен анализ зависимости между промыслом тихоокеанского кальмара и динамикой вод в Российской зоне Японского моря на основе ежедневных уловов кальмара в летне-осенний период 2003 г. и информации об уровне океана по данным спутниковой альтиметрии. Анализ показал, что между топографией уровенной поверхности и промыслом тихоокеанского кальмара имеется вполне определенная зависимость. Промысел тихоокеанского кальмара велся в диапазоне аномалий уровенной поверхности от –4.2 до 5.7 см, при этом высокие уловы отмечались в диапазоне аномалий уровенной поверхности от –2 до 4 см. максимальное количество высоких уловов отмечается при небольших положительных значениях отклонений уровня от равновесия (до 2 см) и слабоположительных значениях тенденции изменения уровня (менее 2 см), т.е. наиболее перспективными районами для промысла кальмара являлись динамически стабильные участки акватории между циклоническими и антициклоническими областями, со сдвигом в сторону антициклонических образований.

ЧЕРЕНКОВА Е.А. — 2011 г.

В статье исследовано изменение индекса почвенной влаги SWI и нормированного разностного вегетационного индекса NDVI по данным дистанционного зондирования (ДЗ) ежемесячно с мая по сентябрь в период 1992–2006 гг. в степных и полупустынных ландшафтах юга Европейской России. Определены и изучены периоды пониженного/повышенного влагосодержания почвы и состояния растительного покрова “ниже”/“выше” нормы относительно среднемноголетних значений. Показано, что пространственное и временное распределение аномалий индекса почвенной влаги хорошо согласуется по знаку с аномалиями нормированного разностного вегетационного индекса. Проанализирована корреляционная взаимосвязь вегетационного индекса и индекса почвенной влаги для степной и полупустынной ландшафтной зоны.

БУДАЕВ Р.Ц., ДМИТРИЕВ А.В., ЗАХАРОВ А.И., ТАТЬКОВ Г.И., ХАПТАНОВ В.Б., ЦЫБЕНОВ Ю.Б., ЧИМИТДОРЖИЕВ Т.Н. — 2011 г.

В работе рассмотрена возможность использования данных радиолокационной интерферометрии для оценки локальных деформаций грунта вследствие морозного пучения глинистых почв. Качественная валидация интерферометрических измерений была проведена при помощи георадарного исследования и лабораторного анализа гранулометрического состава и влажности почвы. Показано, что радарная интерферометрия позволяет оценить ареалы возникновения криогенных деформаций и амплитуду вертикальных смещений подстилающих покровов.

БАЛАНДИНА Г.Н., КОСТЯНОЙ А.Г., ЛЕБЕДЕВ С.А., ПАНЮТИН А.А., РЫБУШКИНА Г.В., СОУСТОВА И.А., ТРОИЦКАЯ Ю.И., ФИЛИНА Л.В. — 2011 г.

Исследуется возможность использования альтиметрических измерений для определения уровня воды в Горьковском водохранилище (р. Волга). Анализ основан на данных спутников TOPEX/Poseidon и Jason-1 (трек 142), находящихся в свободном доступе на сайте www. podaac.jpl.nasa.gov. Для обработки альтиметрических измерений использована методика LEGOS (см. www.legos.obs-mip.fr). Проведено сопоставление результатов обработки данных ДЗ с данными гидропостов Государственной сети наблюдений, которое показало хорошее качественное соответствие сезонной динамики уровня воды в водохранилище. Обсуждаются причины имеющихся расхождений на основе анализа форм радиоимпульсов, отраженных от подстилающей поверхности.