1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Исследование Земли из Космоса
  4. № 6, 2023

Исследование Земли из Космоса, 2023, № 6, стр. 35-51

Проявление апвеллингов в Черном море в данных мультисенсорного дистанционного зондирования

Д. В. Хлебников a, *, А. Ю. Иванов a, b, М. А. Евдошенко a, С. К. Клименко a

a Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
Москва, Россия

b Научно-исследовательский институт аэрокосмического мониторинга “АЭРОКОСМОС”
Москва, Россия

* E-mail: dx@ocean.ru

Поступила в редакцию 23.01.2023

Аннотация

Приведены результаты исследования апвеллингов в Черном море, а именно: в северо-восточной части моря, у Тендровской косы/западного побережья Крыма, а также у побережья Турции. Они основаны на использовании данных дистанционного зондирования Земли, в частности данных сканеров цвета (MODIS, VIIRS, OLCI-a и OLCI-b), радиометров инфракрасного диапазона (TIRS и AVHRR), а также радиолокационных изображений (РЛИ), полученных радиолокаторами с синтезированной апертурой. Комплексный подход с использованием практически только данных дистанционного зондирования позволяет достаточно полно охарактеризовать наблюдаемые апвеллинги в Черном море. В активной фазе апвеллинг помимо температуры поверхности моря (ТПМ) обычно отображается как в поле концентрации хлорофилла-а (chlor-a), так и в поле шероховатости морской поверхности. В наших случаях продолжительность апвеллингов варьировала от 6 до 10 сут, перепады ТПМ в зоне апвеллингов составляли до 8°С, концентрации chlor-a превышали в 5–6 раз фоновые значения, составляющие 0.5–0.7 мг/м3. Максимальные аномалии ТПМ до 8°С наблюдались у турецкого побережья. В результате анализа выявлена однозначная взаимосвязь между областями пониженной ТПМ в зоне апвеллинга, шероховатостью морской поверхности и концентрацией chlor-a. Показано, что в случае использования полного набора данных дистанционного зондирования наблюдение, мониторинг и исследование апвеллинга не представляет принципиальных затруднений.

Ключевые слова: Черное море, апвеллинг, дистанционное зондирование, мультисенсорный подход температура поверхности моря, цвет моря, радиолокационные изображения

Список литературы

  1. Бортковский Р.С. О влиянии температуры воды на состояние поверхности океана и на процессы переноса // Изв. АН СССР. ФАО. 1997. Т. 33. № 2. С. 266–273.

  2. Бычкова И.А., Викторов C.B. Выявление и систематизация апвеллингов Балтийского моря на основе спутниковых данных // Океанология. 1987. Т. 27. № 2. С. 218–223.

  3. Бычкова И.А., Викторов C.B., Виноградов В.В. Использование спутниковых данных для изучения апвеллинга и фронтогенеза в Балтийском море // Исслед. Земли из космоса. 1985. № 2. С. 12–19.

  4. Бычкова И.А., Викторов C.B., Шумахер Д.А. О связи крупномасштабной атмосферной циркуляции и процессов возникновения прибрежного апвеллинга в Балтийском море // Метеорология и гидрология. 1988. № 10. С. 91–98.

  5. Воронин А.М., Лазарев А.А., Показеев К.В., Шелковников Н.К. Влияние разности температур воды и воздуха на генерацию ветровых волн // Вестн. МГУ. Сер. 3: Физика, Астрономия. 1985. Т. 26. № 6. С. 75–79.

  6. Гинзбург А.И., Костяной А.Г., Соловьев Д.М., Станичный С.В. Прибрежный апвеллинг в северо-западной части Черного моря // Исслед. Земли из космоса. 1997. № 6. С. 66–72.

  7. Голенко М.Н. Исследование пространственной термохалинной и динамической структуры прибрежного апвеллинга на примере юго-восточной части Балтийского моря. Автореф. дис. на соискание уч. ст. канд. физ.-мат. наук. Калининград, 2010.

  8. Горячкин Ю.Н. Апвеллинг у берегов Западного Крыма // Морcкой гидрофиз. журн. 2018. Т. 34. № 5. С. 399–411.

  9. Гурова Е.С., Иванов А.Ю. Особенности проявления гидродинамических структур в юго-восточной части Балтийского моря по данным спектрорадиометров MODIS и космической радиолокации // Исслед. Земли из космоса. 2011. № 4. С. 41–54.

  10. Джиганшин Г.Ф., Полонский А.Б., Музылева М.А. Апвеллинг в северо-западной части Черного моря в конце летнего сезона и его причины // Морской гидрофиз. журн. 2010. № 4. С. 45–57.

  11. Запевалов А.С. Наблюдения шероховатости морской поверхности в период апвеллинга // Морской гидрофиз. журн. 2001. № 2. С. 36–43.

  12. Зацепин А.Г., Сильвестрова К.П., Куклев С.Б., Пиотух В.Б., Подымов О.И. Наблюдение цикла интенсивного прибрежного апвеллинга и даунвеллинга на гидрофизическом полигоне ИО РАН в Черном море // Океанология. 2016. Т. 56. № 2. С. 203–214.

  13. Иванов А.Ю., Литовченко К.Ц. Океанологические результаты полета КА “Алмаз-1” // Зарубежная радиоэлектроника. 1999. № 2. С. 18–28.

  14. Иванов А.Ю., Хлебников Д.В., Коновалов Б.В., Евтушенко Н.В., Терлеева Н.В. Особенности отображения выносов рек в Черном море в данных дистанционного зондирования // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 5. С. 191–202.

  15. Павлушин А.А., Шапиро Н.Б., Михайлова Э.Н. Захваченные волны и меандрирование Основного Черноморского течения // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2019. Вып. 4. С. 14–21.https://doi.org/10.22449/2413-5577-2019-4-14-21

  16. Полонский А.Б., Музылева М.А. Современная пространственно-временная изменчивость апвеллинга в северо-западной части Черного моря и у побережья Крыма // Изв. РАН. Сер. географ. 2016. № 4. С. 96–108.

  17. Попов Н.И., Федоров К.Н., Орлов В.М. Морская вода. Справочное руководство. М.: Наука, 1979. 328 с.

  18. Ролль Г.У. Физика атмосферных процессов над морем. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. 398 с.

  19. Сильвестрова К.П., Зацепин А.Г., Мысленков С.А. Прибрежные апвеллинги в Геленджикском районе Черного моря: связь с ветровым воздействием и течением // Океанология. 2017. Т. 57. № 4. С. 521–530.

  20. Станичная Р.Р., Станичный С.В. Апвеллинги Черного моря // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 4. С. 195–207.

  21. Clemente-Colón P., Yan X.H. Observations of east coast upwelling conditions in synthetic aperture radar imagery // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 1999. 37(5). P. 2239–2248. https://doi.org/10.1109/36.789620

  22. Clemente-Colón P., Yan X.-H. Low backscatter features in SAR imagery // JHU APL Tech. Digest. 2000. 21(1). P. 116–121.

  23. Fischer W.E., Green A.B. (Eds.). Upwelling: Mechanisms, Ecological Effects and Treats to Biodiversity. Nova Science Publ. Inc., N.Y. 2013.

  24. Friehe C.A., Shaw W.J., Rogers D.P. et al. Air-sea fluxes and surface layer turbulence around a sea surface temperature front // J. Geophys. Res. 1991. V. 96. P. 8593–8609.

  25. Fu L.L., Holt B. SEASAT Views Ocean and Sea Ice with Synthetic Aperture Radar. NASA/JPL Publication, 1982. 81–120.

  26. Gurova E., Lehmann A., Ivanov A. Upwelling dynamics in the Baltic Sea studied by a combined SAR/infrared satellite data and circulation model analysis // Oceanologia. 2013. 55(3). P. 687–707. https://doi.org/10.5697/oc.55-3.687

  27. Hsu M.K., Mitnik L.M., Liu C.T. Upwelling area northeast of Taiwan on ERS-1 SAR images // Acta Oceanogr. Taiwan. 1995. 34(3). P. 27–38.

  28. Kowalewski M., Ostrowski M. Coastal up- and downwelling in the southern Baltic // Oceanologia. 2005. 47(4). P. 454–475.

  29. Kozlov I.E., Kudryavtsev V.N., Johannessen J.A. et al. ASAR imaging for coastal upwelling in the Baltic Sea // Adv. Space Res. 2011. 50(8). P. 1125–1137. https://doi.org/10.1016/j.asr.2011.08

  30. Landsat 8 Data Users Handbook. Ver.5. 2019 (https://www.usgs.gov/media/files/landsat-8-data-users-handbook).

  31. Lehmann A., Myrberg K. Upwelling in the Baltic Sea – A review // J. Marine Syst. (Suppl.). 2008. 74. P. S3–S12. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2008.02.010

  32. Lehmann A., Myrberg K., Hoflich K. A statistical approach to coastal upwelling in the Baltic Sea based on the analysis of satellite data for 1990–2009 // Oceanologia. 2012. 54(3). P. 369–393.

  33. Li X.M., Li X.F., He M.X. Coastal upwelling observed by multi-satellite sensors // Science in China. Sci. China. Ser. D. 2009. 52(7). P. 1030–1038.https://doi.org/10.1007/s11430-009-0088-x

  34. Lin I.-I., Wen L.-S., Liu K.-K., Tsai W.-T., Liu A.-K. Evidence and quantification of the correlation between radar backscatter and ocean colour supported by simultaneously acquired in situ sea truth // Geophys. Res. Lett. 2002. 29(10). https://doi.org/10.1029/2001GL014039

  35. Myrberg K., Andrejev O., Lehmann A. Dynamics of successive upwelling events in the Baltic Sea – a numerical case study // Oceanologia. 2010. 52(1). P. 77–99.

  36. Vanhellemont Q. Automated water surface temperature retrieval from Landsat 8/TIRS // Remote Sens. Environ. 2020. V. 237. 111518.

  37. Zheng Q., Yan X.-H., Huang N.E., Klemas V., Pan J. The effects of water temperature on radar scattering from the water surface: an X-band laboratory study // Global Atmos. Ocean Sys. 1997. 5. P. 273–294.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Исследование Земли из Космоса

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал