Разработка научно-методических основ дистанционного изучения строения ледяного покрова на затороопасных участках Северных рек методом георадиолокации

В арктической зоне России, Канады и США (Аляска) ежегодно возникают опасные ледовые явления на реках. Основными причинами такой ситуации являются географическое расположение стран на севере Евразии и Северной Америки, суровые холодные климатические условия и преимущественно северное направление течения большинства рек. Для успешного социально-экономического развития арктических территорий необходимо решить проблему противостояния опасным ледовым явлениям на водных объектах, оценки их потенциального риска и своевременного прогноза с целью принятия эффективных мер для их предотвращения. На большинстве северных рек в зимний период формируется прочный неподвижный ледяной покров. На севере европейской части России толщина льда на реках составляет в среднем около 1 м, на реках Северо-Восточной Сибири достигает 1,5-2 м. Систематические наблюдения за ледовыми образованиями и явлениями на реках России выполняют подразделения гидрометеослужбы Росгидромета на сети стационарных гидрологических постов. Организованные наблюдения недостаточно отражают ледовые характеристики (толщину, строение и прочность льда) на протяженных участках между постами. В этом случае организуется физическое и математическое моделирование формирования и разрушения ледяного покрова. В настоящее время активно развиваются перспективные технологии дистанционных исследований за ледовой обстановкой на реках в России и за рубежом. Например, аэрофотосъемка ледовой обстановки на затороопасных участках реки в период весеннего половодья вблизи населенных пунктов осуществляется с помощью беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). В исследованиях ледового режима рек используются данные космических снимков с радиолокационных спутников RADARSAT-2, Sentinel 1 и оптических снимков со спутников Landsat 8 и Sentinel 2, позволяющие осуществлять мониторинг пространственно-временных изменений ледяного покрова в период ледостава и вскрытия рек. Для определения толщины водоемов суши применяется неразрушающий бесконтактный метод георадиолокации. В частности, метод решает следующие задачи: мониторинг толщины ледовых переправ на реках, определение толщины ледяного покрова рек при инженерно-изыскательских работах. Известно, что сформировавшийся ледяной покров на реках имеет различные формы, такие как: снеговой лед, водный (монолитный), торосовый, шуговой, наледный лёд и смешанные формы ледяного покрова. При этом, толщина и прочность ледяного покрова очень сильно различаются в зависимости от продольного и поперечного сечения русла реки. Однако, вышеуказанные методы исследования не обеспечивают достоверное комплексное определение характеристик (вариация толщины льда, различные строение и прочность льда) ледяного покрова северных рек в сложных погодных условиях. Необходимость решения актуальной проблемы гидрологической безопасности арктических территорий требует разработки новых подходов к изучению пространственных особенностей строения ледяного покрова рек и проведения исследований по разработке технологии авиационного георадиолокационного изучения состояния ледовой обстановки на северных реках, с повышенным риском возникновения опасных ледовых явлений.