СИСТЕМА МОРСКОЙ ЛЕД – ОКЕАН – АТМОСФЕРА В АРКТИКЕ ПО ДАННЫМ СПУТНИКОВЫХ НАБЛЮДЕНИЙ И МОДЕЛИРОВАНИЯ

Разработана усовершенствованная радиофизическая модель морской поверхности, включающая блок описания статистических характеристик морской поверхности (спектр волн и обрушения ветровых волн) и блок, моделирующий обратное рассеяние радиоволн при заданной «геометрии» морской поверхности. Исследованы особенности поверхностного волнения в зонах интенсивных океанических течений на основе спутниковых радиолокационных измерений (РСА с ИСЗ Sentinel-1A и -1В, все доступные альтиметры) и моделирования. Установлено, что интенсивные океанические течения способны влиять на энергию поверхностного волнения, приводя к появлению аномально-высоких волн. Получена формула для расчета излучения океана на частотах Ku-, K-, Kа- и W-диапазона как функция от измеряемых радиояркостных температур уходящего микроволнового излучения на каналах C, X, Ku, K, Kа и W на основе решения уравнения переноса микроволнового излучения в нерассеивающей атмосфере и использования ранее разработанных алгоритмов оценки влагозапаса атмосферы, водозапаса облаков и скорости приводного ветра. Создана база данных внетропических циклонов (ВТЦ) в северных частях Атлантического и Тихого океанов за период 2002 - 2003 гг. на основе использования данных реанализа Era-Interim. Имплементированы различные методы восстановления высоты поверхности морского льда и уровня воды в разломах льда по данным измерений спутниковых радиоальтиметров, основанные на анализе формы отраженного от поверхности сигнала радиоальтиметра. Выполнены анализ и обоснование выбора наиболее информативных текстурных характеристик. К таким характеристикам отнесены: энергия, инерция, энтропия и выпуклость кластера. Исследована изменчивость текстурных характеристик при их расчете с использованием окон скольжения различных размеров. Создана база данных ледяного покрова Карского моря на основе РСА-изображений с двойной поляризацией с ИСЗ Sentinel-1 за 2017 г. В базу данных внесены изображения, содержащие все возрастные градации ледяного покрова. Создана база данных безоблачных изображений морского льда в Арктике высокоразрешающими оптическими сканерами с использованием снимков ИСЗ Landsat-8 и Sentinel-2 по отдельным районам Карского моря и моря Лаптевых за 2016 - 2017 гг. из данных американской геологической службы (USGS) earthexplorer.usgs.gov (Landsat-8, разрешение 15 м в панхроматическом режиме) и Copernicus Open Access Hub (данные Sentinel-2, разрешение 10 м, видимый диапазон и ближний ИК). Разработана база данных изображений айсбергов спутниковыми РСА и высокоразрешающими оптическими сканерами, созданная на основе данных ИСЗ Landsat-8 и Sentinel-2 за июль - сентябрь 2017 г. по отдельным районам Карского моря и моря Лаптевых. Источник данных - американская геологическая служба (USGS) earthexplorer.usgs.gov (Landsat-8, разрешение 15 м в панхроматическом режиме) и Copernicus Open Access Hub (данные Sentinel-2, разрешение 10 м, видимый диапазон и ближний ИК). Создана база данных изображений полностью сплоченного морского льда РСА Sentinel-1 и сопутствующих измерений AMSR2 для региона Арктики за период 2015 - 2016 гг. Получены результаты анализа чувствительности спектральной разницы в измерениях на частотах 23,8 и18,7 ГГц к вариациям влагозапаса атмосферы в Арктике, свидетельствующие о возможности использовать эту разницу в измерениях для восстановления влагозапаса атмосферы над морским льдом в условиях сухой атмосферы с Q < 10 кг/м². Получены массивы рассчитанных с использованием данных реанализа Era-Interim значений оптической толщины атмосферы на частоте 89 ГГц (t89) для арктической атмосферы по данным 2015 г. на сетке координат с разрешением 0,75°х0,75°. Создана база данных спутниковых и контактных измерений, которая далее будет использована для исследования и моделирования отклика океана на движущиеся тропические циклоны. Разработана одномерная аналитическая модель эрозии термоклина, вызванная перемещением урагана над океаном. На основе анализа РСА изображений выделены ключевые районы генерации и определены основные пространственные и кинематические характеристики нелинейных ВВ в амеразийском секторе Арктики. Построены детальные карты основных характеристик внутренних волн в этом районе. Выполнен анализ их пространственно-временной изменчивости. Создана база данных поверхностных нефтяных загрязнений в Арктике за 2016 - 2017 гг., идентифицированных по спутниковым РСА измерениям ИСЗ Sentinel-1A и 1-В. Создана база данных спутниковых изображений торосов на основе изображений РСА и высокоразрешающих оптических сканеров Landsat-8 и Sentinel-2 за март -апрель 2017 г. по южной части моря Лаптевых. Установлена полярная версия мезомасштабной атмосферной модели WRF на вычислительном кластере ЛСО, обеспечивающая расчет метеополей в Арктике в области 60N - 90N с пространственным разрешением 10 км (с возможностью уменьшения).