Спутниковая микроволновая радиометрия — оптимальный метод дистанционного зондирования, который позволяет исследовать недоступные или даже ранее неизвестные места нашей планеты
Группа ученых из Института космических исследований РАН,
Института водных и экологических проблем СО РАН и Московского
физико-технического института предложила способ определения
глубины промерзания почвы по данным спутниковой микроволновой
радиометрии, сообщает пресс-центр ИКИ РАН. Результаты
опубликованы в журнале «Исследование земли из космоса» РАН.
Вечная мерзлота, морские льды, снежные и ледяные покровы,
континентальные ледниковые щиты, горные ледники и системы ледяных
облаков являются ключевыми компонентами криосферы Земли. Научное
исследование криосферы имеет большое значение для решения задач,
связанных с изменением климата, региональными водными ресурсами,
деградацией вечной мерзлоты и изменением уровня моря. Однако
регионы с компонентами криосферы как правило характеризуются
суровыми климатическими условиями, большой протяженностью и
труднодоступностью.
Спутниковая микроволновая радиометрия — оптимальный метод
дистанционного зондирования, который позволяет исследовать
недоступные или даже ранее неизвестные места нашей планеты.
«Этот метод имеет ряд преимуществ. Среди них получение данных с
обширных площадей, большая частота наблюдений в высоких широтах,
независимость сбора данных от солнечной освещенности и
атмосферных условий, чувствительность к подповерхностным
процессам, а также относительная дешевизна. Мы проверили точность
метода на примере Кулундинской равнины — обширной степи южной
части Западной Сибири. Для этого потребовалось провести
сравнительный анализ данных спутниковой микроволновой
радиометрии, реальных параметров почвы и климатических
характеристик, полученных на метеостанциях», —
рассказал Василий Тихонов, старший научный сотрудник ИКИ РАН
и доцент кафедры космической физики МФТИ.
Оказалось, что одинаковые значения данных со спутника могут
соответствовать разной глубине промерзания почвы. На это влияет
способность почвы к микроволновому излучению, которая может
меняться в зависимости от влажности, засоленности, состава и
других характеристик. Также ученые выяснили, что однократные
измерения с помощью радиометрии не могут дать точных результатов,
так как радиоволны отражаются от границ между мерзлым слоем и не
замерзшей почвой.
Исследователи включили это в расчет и предложили метод, с помощью
которого можно определить глубину промерзания почвы по данным
спутника SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) с высокой
точностью. Дистанционное определение глубины промерзания основано
на совместном использовании разработанной авторами модели
излучения, в зависимости от характеристик почвы, и ежедневных
рядов дистанционных измерений тепловых излучений. Период
исследования начинался с даты замерзания, которая определяется по
спутнику как резкое возрастание теплового излучения, и завершался
началом оттаивания — резкому уменьшению теплового излучения.
Модельные расчеты сверили с реальными измерениями на тестовых
участках. Полученная зависимость достаточно высока, чтобы
использовать метод для восстановления значений глубины
промерзания почвы по спутниковым данным.
Иллюстрация: Елена Хавина, пресс-служба МФТИ
Источник: press.cosmos.ru
