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

2011

2011

2011

2011

2011

АСТАФЬЕВА Н.М., ХАЙРУЛЛИНА Г.Р. — 2011 г.

Изучаются межгодовые колебания тропосферы и, в особенности, квазидвухлетние колебания (КДК) – яркий пример квазирегулярной изменчивости атмосферы на межгодовых масштабах. В отличие от большинства исследований, посвященных КДК зонального ветра в экваториальной стратосфере, в данной работе исследуются межгодовые колебания радиотеплового поля Земли. Используются данные микроволнового спутникового мониторинга – глобальные радиотепловые поля из электронной коллекции GLOBAL-Field (http://www.iki.rssi.ru/asp/) за период 1999–2006 гг. на частотах, содержащих информацию о распределении влаго- и водозапаса тропосферы. Поскольку влага вморожена в движения воздуха, на суточных радиотепловых полях области повышенного влагосодержания являются трассерами – отпечатками пространственно-временнoй динамики тропосферы. Анализ пространственно-временнoй структуры серий глобальных радиотепловых полей позволил изучить структуру межгодовых колебаний тропосферы и, в частности, КДК. Показано, что КДК, являющиеся важнейшим процессом экваториальной стратосферы, характерны и для радиотеплового поля Земли в микроволновом диапазоне, т.е. для тропосферы. Широтная структура КДК тропической области тропосферы неодинаковая в разных полушариях.

ЕЛСАКОВ В.В., МАРУЩАК И.О. — 2011 г.

Выявлены основные тренды изменений термокарстовых озер в широтном градиенте распределения многолетнемерзлых пород (ММП) на Европейском Северо-востоке России по спутниковым изображениям периода 1973–2009 гг. Максимальное проявление наблюдаемых изменений на модельных участках районов прерывистого и островного размещения ММП (до 80%) относится к периоду 1973–1988 гг. и связано с дренированием озер. Районы сплошного распространения ММП в этот период сохраняли большую устойчивость к изменениям, для них максимальные изменения количества озер приходятся на более поздние сроки 1988–2002 гг. Тенденция к снижению интенсивности изменений показателя прослеживается на всех участках после 2002 г. Интенсивность выявленных изменений падает к южным границам криолитозоны.

КРАМЧАНИНОВА Е.К., НЕРУШЕВ А.Ф. — 2011 г.

Детально описан развитый авторами метод определения динамических характеристик атмосферы по данным зондирования с геостационарных метеорологических спутников, основанный на использовании в качестве трассеров неоднородностей поля концентрации консервативной примеси и применении корреляционно-экстремальных алгоритмов. На примере обработки данных зондирования атмосферы радиометром SEVIRI европейских геостационарных метеорологических спутников Meteosat-8 и Meteosat-9 в каналах водяного пара с центрами 6.2 мкм и 7.3 мкм, а также сравнения результатов с данными независимых наблюдений и теоретическими моделями оценены точности расчета вектора горизонтальной скорости ветра V и коэффициента горизонтальной мезомасштабной турбулентной диффузии Kd. Показано, что точность расчета V разработанным методом практически совпадает с точностью широко используемых зарубежных методов. В отличие от применяемых за рубежом, разработанный метод позволяет определять не только поле вектора скорости ветра, но также коэффициент мезомасштабной турбулентной диффузии и завихренность в одном масштабе движения воздушной массы.

ЗУЕВ В.В., НАГОРСКИЙ П.М. — 2011 г.

Предложен метод оценки состояния D-области и основания E-области ионосферы космическими средствами, основанный на анализе дифференциального поглощения радиоволн обыкновенной и необыкновенной поляризаций в нижней ионосфере. Проведен модельный анализ данных спутникового ионосферного зондирования в полосе частот, превышающих частоту отсечки fхF2. Результаты численных экспериментов показали перспективность использования этой полосы частот зондирования для глобального контроля состояния области D ионосферы космическими радиосредствами.

КУГЕЙКО М.М., ЛЫСЕНКО С.А. — 2011 г.

Разработана методика восстановления микрофизических параметров поствулканического стратосферного аэрозоля из результатов совместных измерений коэффициента аэрозольного обратного рассеяния лидарными системами на основе Nd:YAG-лазера и коэффициента аэрозольного ослабления спутниковой аппаратурой SAGE-III. Для каждого из рассматриваемых микрофизических параметров (концентрация, площадь поверхности, объем, эффективный размер частиц мелко- и крупнодисперсной фракций аэрозоля) определен наиболее информативный набор оптических характеристик. Получены полиномиальные множественные регрессии между оптическими и микрофизическими характеристиками аэрозоля, позволяющие определять его микрофизические характеристики в широких пределах без решения некорректных обратных задач. Проведено сравнение полученных результатов с независимыми экспериментальными данными. Оценены погрешности восстановления микрофизических параметров аэрозоля для различных ситуаций в стратосфере. Рассмотрено влияние формы частиц пылевой фракции на результаты восстановления микрофизических параметров аэрозоля.

ЛЕ ХУНГ ЧИНЬ, МАРЧУКОВ В.С. — 2011 г.

В статье представлены результаты исследований по разработке методов автоматизированного дешифрирования временных рядов многозональных изображений высокого разрешения (30 м) для решения задач оценки состояния и динамики тропической растительности Вьетнама. Была исследована достоверность дешифрирования тропической растительности путем контролируемой классификации исходных многозональных изображений и контролируемого дешифрирования на основе многоуровневой классификации с использованием структурно-пространственной модели изображений. Полученные результаты могут использоваться для определения площади лесных земель, классификации типов тропической растительности, для оценки динамики растительного покрова Вьетнама и создания карт изменения лесов.

ВЕСЕЛОВ Ю.Г. — 2011 г.

В работе предложено для оценки технического состояния цифровых оптико-электронных систем и комплексов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) воспользоваться статистической теорией распознавания образов. Разработан подход к оценке эффективности системы распознавания технического состояния. Получено аналитическое выражение средней вероятности ошибки распознавания и показано, что на его основе, имеется возможность оценить качество признаков и решающего правила.

КУХАРСКИЙ А.В., РОМАНОВ С.В., РУБЛЕВ А.Н., УСПЕНСКИЙ А.Б. — 2011 г.

Создание спутниковых ИК-зондировщиков высокого спектрального разрешения AIRS (EOS/Aqua), IASI (MetOp) открывает новые возможности дистанционного определения средне-тропосферной концентрации диоксида углерода (XCO2) и общего содержания метана (QCH4) в атмосфере, что важно в контексте климатических исследований, а также ввиду недостаточности наземной наблюдательной сети за CO2 и CH4. В работе представлена усовершенствованная схема восстановления XCO2 по данным AIRS, с помощью которой построены карты пространственного распределения XCO2 по данным AIRS для июля 2003 г. и июля 2010 г., покрывающие Сибирь. Подобная методология была также применена для восстановления “мгновенных” значений XCO2 по данным IASI (в условиях отсутствия облачности) для 7 июля 2008 г. и района проведения эксперимента YAK-AEROSIB. Сравнение спутниковых оценок с квазисинхронными самолетными наблюдениями дает величину погрешности порядка 2.2 млн.-1. Для восстановления QCH4 по данным IASI создан итерационный физический алгоритм. Работоспособность предложенного алгоритма была оценена в экспериментах с реальными данными IASI, покрывающими Сибирский регион за несколько дней июля 2008 г. Валидация спутниковых оценок QCH4 выполнена путем сравнения с пространственно-совмещенными и квазисинхронными оценками QCH4 по данными AIRS. Величины стандартного отклонения между обоими типами оценок не превосходят 3%.

АБРАМОВА Д.Ю., АБРАМОВА Л.М., ФИЛИППОВ С.В., ФРУНЗЕ А.Х. — 2011 г.

Новые возможности исследования латеральных изменений магнитных свойств литосферы и мощности намагниченных слоев на больших глубинах возникли с появлением карт региональных аномалий постоянного магнитного поля, полученных по данным спутников. Параметры орбиты спутника CHAMP (Германия) позволяют непрерывно измерять геомагнитное поле в узлах равномерной сетки, практически полностью покрывающей поверхность Земного шара. Это дает уникальную возможность достаточно надежно выделить из измеренных значений геомагнитного поля вклад постоянного аномального магнитного поля литосферной природы, который определяется положением магнитных масс в земной коре. Обработаны данные компонентных измерений магнитного поля на спутнике CHAMP. Сделан анализ распределения величины вертикальной компоненты аномального магнитного поля Za, рассчитанного по результатам спутниковых измерений над некоторыми регионами Евразии, показана его согласованность с геологическими представлениями о строении земной коры эти территорий.

ИВАНОВ А.Ю. — 2011 г.

Внутренние гравитационные волны (ВВ) в океане и гравитационные волны в атмосфере (АГВ) – одно из распространенных явлений природы. Первые возникают в верхнем слое стратифицированного океана, а вторые – в нижнем слое атмосферы над океаном. Поскольку эти явления волновые, они создают на морской поверхности и соответственно на радиолокационных изображениях (РЛИ) морской поверхности серии характерных периодических поверхностных проявлений (ПП) в виде групп квазипараллельных полос разной интенсивности. В принципе, в главных чертах поверхностные проявления ВВ (ППВВ) и поверхностные проявления АГВ (ППАГВ) похожи, и для неподготовленного исследователя их распознавание может представлять значительные трудности. В настоящей обзорной статье на основе сопоставления характеристик и параметров океанских ВВ и АГВ, их ППВВ и ППАГВ, механизмов генерации и отображения на РЛИ выявляются отличительные признаки, сходства и различия, формулируется ряд критериев, с помощью которых можно проводить их распознавание.

ГРАНКОВ А.Г. — 2011 г.

Рассматриваются и сопоставляются два варианта упрощенных (укороченных) параметризаций классических формул тепло- и влагообмена между океаном и атмосферой (балк-формул) на основе анализа данных эксперимента АТЛАНТЭКС-90 в Ньюфаундлендской зоне Северной Атлантики. Один из них базируется на связи потоков суммарного (явного и скрытого) тепла с разностью температур воды и воздуха – ключевым параметром, фигурирующим в балк-формулах. Другой вариант учитывает влияние дополнительного фактора – скорости приводного ветра, также учитываемого в этих же формулах. И те, и другие оценки тепловых потоков сравниваются с их оценками, полученными из балк-формул. Показано, что в Северной Атлантике ветровой фактор очень важен при анализе тепло- и влагообмена между поверхностью океана и приводным слоем атмосферы в синоптическом диапазоне временных масштабов в отличие от среднемесячных масштабов временнoго усреднения, используемых при изучении сезонной динамики тепловых потоков в океане. Учет ветрового фактора позволяет существенно снизить расхождение между результатами расчета тепловых потоков по балк-формулам и по их укороченным параметризациям, более удобным для анализа теплового взаимодействия океана и атмосферы с помощью спутниковых СВЧ-радиометрических средств.

ДОСТОВАЛОВ М.Ю., ИВАНОВ А.Ю., СИНЕВА А.А. — 2011 г.

На основе обработки и анализа радиолокационных изображений (РЛИ) спутника Radarsat-2, полученных летом 2009 г. на район промыслов “Нефтяные Камни” в Каспийском море, показано, что они являются полноценными продуктами, позволяющими получать информацию о динамике нефтяных загрязнений, их параметрах, а при определенных допущениях – оценки объемов технологических сбросов. Для картографирования пространственно-временнoго распределения пятен лучше всего подходят обзорные режимы радиолокатора с синтезированной апертурой Radarsat-2 с вертикальной соосной поляризацией (ВВ) сигнала; на перекрестных поляризациях мощность сигнала для этих задач недостаточна. Использование поляризационных съемок само по себе не улучшает обнаружение и идентификацию нефтяных загрязнений. Специальный квадрополяризационный режим съемки в данных экспериментах не выявил существенных преимуществ; максимальные контрасты наблюдались на вертикальной поляризации. Получены оценки объемов разливов.

МИХАЙЛОВ Е.В., МИХЕЕВ О.В., ПОЛОЖЕНЦЕВ А.Е., СУДАКОВ В.М. — 2011 г.

В 2010 г. завершился ресурс функционирования малого космического аппарата (КА) “Монитор-Э”. Разработчиком данного КА, Государственным космическим научно-производственным центром им. М.В. Хруничева, предлагается создать КА “Монитор-2” – улучшенный аналог КА “Монитор-Э” для решения задачи оперативного мониторинга территории России. КА “Монитор-2” оснащается многоспектральной съемочной аппаратурой видимого- и ИК-диапазонов среднего разрешения с полосой захвата до 120 км. Для выбранных характеристик целевой аппаратуры, орбитальных параметров КА и условий наблюдения проведено моделирование и получены оценки показателей периодичности и производительности съемки для различного числа КА в орбитальной группировке.

ГУРОВА Е.С., ИВАНОВ А.Ю. — 2011 г.

На основе совместного анализа квазисинхронных данных спектрорадиометра MODIS на ИСЗ Terra и Aqua и космических радиолокационных изображений (РЛИ), полученных летом 2006 г., исследуются особенности проявления гидродинамических структур в юго-восточной части Балтийского моря, в том числе в условиях летнего цветения сине-зеленых водорослей. Наблюдается хорошая корреляция сигнатур, видимых на РЛИ, температурных и оптических снимках моря в зонах вихрей, грибовидных структур, прибрежного апвеллинга и выносов рек. Показано, что температурные аномалии часто являются одним из важных механизмов формирования светлых/темных сигнатур на РЛИ. Интенсивные цветения сине-зеленых водорослей, формируя на поверхности моря неветровую шероховатость, помимо всего прочего, создают дополнительные интерпретационные трудности.

ГОВОРОВА Н.Н., ЗАГУБНЫЙ Д.Г., КОРЧУГАНОВА Н.И. — 2011 г.

В данной статье на примере Попигайской кольцевой структуры рассматриваются некоторые варианты компьютерной обработки данных дистанционного зондирования (ДЗ). В качестве исходного материала использовались космический снимок MODIS, цифровой рельеф GTOPO, а также речная сеть, минимумы и максимумы рельефа, схемы экспертного дешифрирования. Специальная обработка космического снимка позволила определить геологические границы, не выделяемые на исходном изображении. Концентрическое строение впадины и местонахождение максимально переплавленного материала были подчеркнуты преобразованием «направленная фильтрация». Обработка цифрового рельефа включала преобразования и фильтрации, позволившие выделить различные особенности рельефа, в том числе для объективного компьютерного расчета центра Попигайской структуры использовались заложенные в программе Lineament алгоритмы для расчета центра радиально-концентрических структур. При всей субъективности, наиболее информативным исходным материалом для поиска кольцевых структур оказались схемы экспертного дешифрирования. Проведенная компьютерная обработка данных ДЗ позволяет считать ксеногенное происхождение Попигайской структуры наиболее вероятным.