Use of modern satellite data for monitoring wind surges
Использование современных спутниковых данных для мониторинга сгонно-нагонных явлений

O.Yu. Lavrova, Space Research Institute RAS, A.G. Kostianoy, Shirshov Institute of Oceanology RAS; S.Yu. Witte Moscow University
2020 Current problems in remote sensing of the Earth from space  
Сгонно-нагонные явления относятся к непериодическим колебаниям уровня моря, вызываемым воздействием ветра и атмосферного давления на водную поверхность. Целью представляемой работы являлось изучение возможности применения оптических датчиков спутникового базирования для оперативной диагностики сгонов и нагонов и определение оптимальных комбинаций каналов приборов MSI (спутники Sentinel-2A/B) и OLI/TIRS (Landsat-8) для выявления районов осушки дна при сгонах и затопления прибрежной зоны при
more » ... ежной зоны при нагонах. В проведённом тестировании различных комбинаций каналов наилучший результат был получен с использованием «теплового» канала, а именно Red -12, Green -8, Blue -4, для MSI. В то же время использование стандартных изображений в естественных цветах (True Color image) как для MSI Sentinel-2, так и для OLI Landsat-8 не позволяет надёжно выявлять зоны осушки дна, поскольку они проявляются в виде светло-коричневых областей, что может соответствовать и мутным водам в области речного плюма, и взмученным под действием сильного волнения водам на мелководных участках моря. Разработанная методика была использована для мониторинга экстремального сгона в Таганрогском заливе Азовского моря в ноябре 2019 г. и в ходе проведения спутникового мониторинга сгонно-нагонных явлений в северо-восточной части Каспийского моря в марте -ноябре 2019 г. Как показали проведённые исследования, использование радиолокационных изображений, которые имеют близкие характеристики по пространственному разрешению к оптическим данным, не позволило надёжно выявлять зоны осушки дна или затопления берегов из-за специфики отражающей способности подстилающей поверхности. Ключевые слова: сгонно-нагонные явления, спутниковое дистанционное зондирование, оптические изображения, спутниковая радиолокация, MSI Sentinel-2, OLI Landsat-8, Азовское море, Каспийское море Одобрена к печати: 23.04.2020 Введение Сгонно-нагонные явления относятся к непериодическим колебаниям уровня моря, вызываемым воздействием ветра и атмосферного давления на водную поверхность. Это довольно распространённые кратковременные явления, характерные для мелководных прибрежных районов с пологим дном. К таким районам относятся, например, Таганрогский залив Азовского моря, северная часть Каспийского моря, Финский залив Балтийского моря. Чаще всего сгонно-нагонные явления наблюдаются весной и осенью, что объясняется активной циклонической деятельностью. В зимний период эти районы, как правило, покрыты льдом, что затрудняет оценку изменений уровня моря, вызванных именно этими явлениями. Сгон происходит при продолжительных ветрах, дующих с берега, а нагон, наоборот, в сторону берега. Их высота обычно определяется как отклонение уровня в данном пункте от среднемесячного значения (Зонн и др., 2019б). Экстремальные сгонно-нагонные явления достаточно редки, но они могут представлять серьёзную угрозу для судоходства, портовых и других наземных и подводных сооружений. Стандартно высота уровня моря измеряется на уровнемерных постах, количество которых явно недостаточно для получения объективной пространственно-временной
doi:10.21046/2070-7401-2020-17-2-227-242 fatcat:gwgjbl7qmzh6je4slkxrptdxzq