Всероссийский семинар
«Проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»

 

Проведенные семинары

9 октября 2024 г. (среда), 11:00 Мск

Технологии первичной обработки спутниковых инфракрасных изображений и построение всепогодных карт температуры поверхности океана (ТПО)

Докладчик: Алексанин Анатолий Иванович, д.т.н., руководитель Центра коллективного пользования регионального спутникового мониторинга ДВО РАН, г.н.с. ИАПУ ДВО РАН

Соавтор: Дьяков С.Е.

Рассматриваются требования к точности калибровок спутниковых ИК-каналов и построению карт температуры поверхности океана, заданных международным проектом GODAE (Global Ocean Data Assimilation Experiment). Приводятся основы технологии NOAA/NESDIS калибровки ИК-данных и улучшения от JMA. Основной проблемой калибровки является нештатная работа датчиков. Построение моделей коррекции показаний датчиков – основная проблема калибровок. Приводятся примеры некорректной работы датчиков спутников
российских, японских, китайских и европейских. На конкретных примерах разбираются отклонения поведения сканирующих систем от штатного и методики коррекции этих отклонений. Рассматривается вопрос использования кросс-калибровочных процедур, типичные ошибки использования и причины, почему кросс-калибровка почти никогда не сможет заменить калибровку классическую.

Точность построения карт температуры поверхности океана, как критерий корректности калибровки. Рассматриваются два подхода к построению всепогодных карт температуры поверхности океана. Оценивается пригодность карт ТПО зарубежных баз данных. Предлагается автоматический сервис построения карт ТПО, интегрирующийся сейчас в информационную систему Роскосмоса ГИС ОПД ДЗЗ.

Презентация

Видеозапись семинара YouTube

Видеозапись семинара VK Video

26 сентября 2024 г. (четверг), 11:00 Мск

Космические исследования лесов России в контексте научных и прикладных эколого-климатических проблем

Докладчик: Барталев С.А., д.т.н., профессор, главный научный сотрудник Отдела технологий спутникового мониторинга ИКИ РАН

Соавторы: Егоров В.А. (1), Жарко В.О. (1), Лукина Н.В. (2), Лупян Е.А. (1), Стыценко Ф.В. (1), Стыценко Е.А. (1), Хвостиков С.А. (1), Ховратович Т.С. (1), Богодухов М.А. (1), Ворушилов И.И. (1), Сайгин И.А. (1)

(1)    ИКИ РАН
(2)    ЦЭПЛ РАН

Леса - наиболее распространённый тип наземных экосистем планеты. Занимая около 1/3 поверхности суши Земли, они синтезируют почти 2/3 массы ее органических веществ, являются важнейшим регулятором глобальных биохимических и биофизических процессов, включая циклы углерода и воды, поддерживают кислородный и энергетический баланс.

Каково же состояние лесов ? Сколько их и где они произрастают, каковы их породный состав и продуктивность, как быстро они меняются и в какой мере способны сейчас - и смогут ли в будущем - выполнять свои функции регулятора климата и круговорота воды, среды обитания многочисленных растений и животных, фактора здоровья людей, наконец источника древесных ресурсов? Каков масштаб влияния антропогенных факторов на лесной покров Земли и ведут ли они к его деградации?

Многими из перечисленных выше вопросов сегодня задаются не только ученые, правительственные и международные структуры, природоохранные организации, но и крупный бизнес. Так, согласно оценке экспертов Boston Consulting Group (https://www.bcg.com/publications/2020/the-staggering-value-of-forests-and-how-to-save-them), стоимость лесов нашей страны составляет, как минимум, 4 трлн долларов и превосходит стоимость всей российской нефти. При этом основная часть этой стоимости приходится не на древесные ресурсы, а на выполнение лесами функций аккумулирования углерода и регулирования меняющегося климата. С учетом справедливого стереотипа восприятия России как крупнейшей лесной державы, эти оценки могут порождать ожидания существенных экономических выгод для нашей страны, активно обсуждаемы Правительством страны и экспертами на различных «площадках».

Этот вопрос в России находится в фокусе внимания первых лиц страны, Совета Федерации, а также крупного бизнеса, выступающего под эгидой Российского союза промышленников и предпринимателей. Тем не менее пока еще не удалось прийти к окончательному консенсусу о реальной способности лесов страны поглощать парниковые газы и аккумулировать в себе атмосферный углерод.

Одна из основных причин неопределённости состоит в том, что официальные оценки способности российских лесов поглощать парниковые газы носят весьма дискуссионный характер. Дело в том, что лишь для 15-20 % площади лесов России имеется относительно актуальная, т. е. собранная в последние 10 лет, официальная информация, в то время как в среднем по стране давность последней актуализации такой информации приближается к 30 годам.

При этом леса - динамичная экосистема, непрерывно меняющаяся в больших масштабах в силу естественных процессов роста и сукцессионного развития, а также под влиянием природных и антропогенных деструктивных факторов. Леса ежегодно вырубаются и повреждаются пожарами, болезнями, насекомыми вредителями, смерчами и ураганами, техногенными загрязнениями на площади, измеряемой миллионами (а в отдельные годы — десятками миллионов) гектар. В результате информация о лесах быстро «устаревает» и обновлять её надо регулярно и часто.

С учетом огромной площади российских лесов, труднодоступности значительной их части, а также масштабов их изменений, на современном этапе научно-технического развития методы космических исследований лесов практически не имеют реальной альтернативы. Получаемая в настоящее время с использованием данных дистанционного зондирования Земли информация о лесах позволяет давать объективную оценку их состоянию, определять направленность и скорость изменений, в том числе, выявлять потенциально опасные тенденции, способные привести к деградации экосистем и их биологического разнообразия, оказать негативное воздействие на циклы углерода и воды, и, в конечном счета, на региональный и глобальный климат.

К настоящему времени в России созданы уникальные технологии дистанционного мониторинга лесов, активно используемые для решения научных и прикладных задач. Многие из этих технологий не только не уступают, но и превосходят зарубежные аналоги.
В докладе будут представлены последние результаты спутниковой оценки динамики лесов России с начала текущего столетия до настоящего времени, дан анализ основных природных и антропогенных факторов воздействия на леса, а также их способности по нетто-поглощению углекислого газа.

В настоящее время исследования ведутся в рамках реализации важнейшего инновационного проекта государственного значения "Разработка системы наземного и дистанционного мониторинга пулов углерода и потоков парниковых газов на территории Российской Федерации, обеспечение создания системы учета данных о потоках климатически активных веществ и бюджете углерода в лесах и других наземных экологических системах» (рег. № 123030300031-6).

Презентация

Видеозапись семинара

Видеозапись семинара

Описан процесс абсолютизации разработанной авторами астрономической модели инсоляции зон полярных суток Земли. В качестве основы абсолютизации модели из разных источников взяты данные о таянии льдов Арктики. На основании полученных данных рассчитан профицит инсоляции в Арктике на трех временных интервалах: от минус 10 тыс. лет до нашего времени, в наше время, и в последующие 3 тыс. лет. Показано, что в последние 10 тыс. лет на поддержание стабильной температуры в Арктике в среднем ежегодно расходовалось около 150 км3 льда. Накопленные за время большого ледникового периода запасы льда оказались израсходованными в середине прошлого века. С этого момента началось таяние многолетних льдов Северного Ледовитого океана, стали расти площади и время существования открытой воды. Энергия инсоляции начала расходоваться не только на таяние льда, но и на подогрев воды. Величины идущих на эти цели энергетических потоков приведены в Джоулях. Показано, что эпоха относительной климатической стабильности, в которой сформировалась человеческая цивилизация, идет к своему закату.

Сформулированы основные отличительные черты уходящей эпохи, названы основные факторы, которые на протяжении 10 тыс. обеспечивали высокую стабильность среднегодовых температур на планете. Подчеркивается уникальность условий ее появления и существования. Показано, что еще не поздно принять меры для сохранения существующего климата.

Презентация

Видеозапись семинара

25 июля 2024 (четверг), 11:00 (Мск)

Анализ ледовых условий плавания и элементов динамики ледяного покрова в районе Северного морского пути по данным ИСЗ

Докладчик: Алексеева Татьяна Алексеевна, к.г.н., заведующая лабораторией изучения ледового плавания Арктического и антарктического научно-исследовательского института

Развитие судоходства на трассах Северного морского пути (СМП) является приоритетным направлением развития экономики РФ. В настоящее время транзитное плавание по СМП полностью прекращается в период с февраля по июнь в связи со сложной ледовой обстановкой. С увеличением количества грузоперевозок в Азию приоритетной задачей является обеспечение круглогодичного плавания, что возможно при увеличении мощности флота и составлении качественных прогнозов ледовых условий плавания. Особенно важными являются долгосрочные прогнозы, которые используются для планирования морских операций.

Условия ледового плавания - специализированная информация для судоходства. Она учитывает возможности прохождения судов через акваторию, имеющую ледяной покров, в отличие от информации о ледовых условиях, которые учитывают распределение льдов различных возрастных градаций на акватории и является информацией общего назначения. В докладе будут представлены результаты работ, которые ведутся для развития методики долгосрочного прогноза оптимального варианта плавания в рамках гранта РНФ № 23-17-00161: способы анализа данных ИСЗ для определения ледовых условий плавания и предварительные научные результаты экспедиций на борту атомных ледоколов "ЛЕД-СМП-2023/2024".

Презентация

Видеозапись семинара

20 июня 2024 (четверг), 11:00 Мск

Совместный подспутниковый эксперимент ААНИИ и ИКИ РАН по комплексным наблюдениям морского ледяного покрова Арктики в мае-июне 2024 года (задачи и первые результаты)

Докладчик: Ермаков Д.М., д.ф.-м.н., зав. отделом «Исследования Земли из космоса» ИКИ РАН, в.н.с. ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН
Соавторы: Алексеева Т.А. (ААНИИ, ИКИ РАН), Афанасьева Е.В. (ААНИИ, ИКИ РАН), Кузьмин А.В. (ИКИ РАН), Сероветников С.С. (ААНИИ), Тихонов В.В. (ИКИ РАН, ИВЭП СО РАН, ААНИИ)

В мае-июне 2024 года сотрудниками ААНИИ и ИКИ РАН был проведен совместный подспутниковый эксперимент по комплексным наблюдениям морского ледяного покрова Арктики в натурных условиях. Экспериментальные исследования были осуществлены на борту атомного ледокола «Ямал» ФГУП «Атомфлот» в рамках работ по гранту РНФ №23-17-00161 «Анализ ледовых условий плавания и элементов динамики ледяного покрова в районе Северного морского пути как основа качественных долгосрочных прогнозов» (ААНИИ) и темы гос. задания «Мониторинг» №122042500031-8 (ИКИ РАН).

Основной задачей исследовательской группы ИКИ РАН было получение рядов данных СВЧ-радиометрических измерений Арктического ледяного покрова, воспроизводящих в основных чертах (набор частот, геометрия съемки) измерения спутниковыми приборами SSMIS, AMSR-2 и, впервые в практике дистанционного зондирования, МТВЗА-ГЯ. Натурные измерения, выполненные с высокой пространственно-временной детальностью и сопровожденные видеозаписью наблюдаемой поверхности, в совокупности с ведущимися синхронно записями метеопараметров и описаниями ледовой обстановки по экспертным оценкам ледовых наблюдателей ААНИИ, открывают широкие перспективы для уточнения излучательных и отражательных свойств различных типов ледяного и снежного покровов в СВЧ диапазоне, проверки и коррекции ряда широко используемых алгоритмов восстановления параметров ледяного и снежного покровов Арктических морей и эстуариев крупных северных рек.

В докладе  описаны некоторые особенности организации и проведения эксперимента, даны предварительные оценки полученных результатов, обсуждены перспективы дальнейших экспериментальных исследований в этом направлении.

Презентация

Видеозапись семинара

23 мая (четверг), 11:00 Мск

Применение дистанционного зондирования для изучения гидрометеорологических условий в Арктике

Докладчик: Иванов Владимир Владимирович, главный научный сотрудник кафедры океанологии географического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, доктор физико-математических наук

В докладе рассмотрены изменения гидрометеорологических условий в Арктике, связанные со значительным сокращением морского ледяного покрова в первые два десятилетия 21-го века. Особое внимание уделено результатам измерений с искусственных спутников Земли (ИСЗ), позволяющим покрывать синхронными наблюдениями значительные площади поверхности Северного Ледовитого океана и прилегающих районов суши. На основе анализа и обобщения результатов недавних исследований показано, что расширение зон открытой воды летом и возрастание продолжительности безледного сезона в окраинных морях и прилегающей части Арктического бассейна обеспечивает постепенную перестройку процессов в океане и полярной атмосфере, что в конечном итоге может привести к необратимым климатическим сдвигам. В предположении усиления значимости обратных связей в системе «океан – лед- атмосфера» на сезонном и годовом масштабах оценены тенденции дальнейших изменений гидрометеорологических условий в Арктике и перспективные методы получения достоверной информации об этих изменениях.

Презентация

Видеозапись семинара

25.04.24 (четверг) 11:00 (Мск)

Возможности использования информации об интенсивности горения, получаемой на основе спутниковых данных, для оценки различных характеристик природных пожаров.

Докладчик: Лупян Е.А., д.т.н., зав. отделом "Технологий спутникового мониторинга" ИКИ РАН, руководитель работ ИКИ РАН в области дистанционного исследования Земли из космоса, Лозин Д.В., аспирант ФКИ МГУ им. Ломоносова.

В докладе представлен общий анализ возможностей и краткий обзор круга задач, связанных с оценкой состояния и последствий природных пожаров, которые потенциально могут решаться на основе информации об интенсивности горения, получаемой на основе спутниковых наблюдений. Обсуждается вопрос подходов к оценке интенсивности горения на основе использования ставшей уже традиционной характеристики FRP (Fire Radiative power). Представлен краткий анализ используемых методов оценки FRP.
 
Основное внимание в докладе уделяется вопросам связи интенсивности горения природных пожаров с их последствиями. В первую очередь с повреждениями лесного покрова и с площадями, пройденными огнем. Представлены подходы, разработанные в ИКИ РАН для получения количественных оценок данных связей на основе совместного анализа информации об интенсивности горения, площадях, пройденных лесными пожарами, и повреждениях лесного покрова. Обсуждаются реализованные на основе предлагаемых подходов методы оценки площадей, пройденных огнем, и потенциальных повреждений лесного покрова.

В докладе представлены некоторые оценки характеристик лесных пожаров, полученные на основе предлагаемых методов. В том числе приведены результаты анализа особенностей повреждений лесов пожарами как на территории России, так и в северных лесах циркумполярной зоны в период с 2001 по 2022 годы. А также результаты анализа особенностей повреждения лесов пожарами в различные периоды пожароопасного сезона.

В заключение доклада представлены перспективы дальнейшего развития методов анализа информации об интенсивности горения для оценки различных характеристик природных пожаров и их последствий.

Презентация

Видеозапись семинара

28.03.24 (четверг) 11:00 (Мск)

Спутниковый мониторинг характеристик и последствий природных пожаров Сибири

Докладчик: Пономарёв Евгений Иванович, к.т.н., с.н.с. лаборатории мониторинга леса Института леса им. В.Н. Сукачёва СО РАН – ФИЦ КНЦ СО РАН

Спутниковые методы играют важную роль в современной системе мониторинга природных пожаров и во всем мире, и на региональном уровне, в частности. В этом смысле Сибирь является показательным регионом, где масштабы пожаров, определяющих состояние и динамику лесных экосистем, эффективно контролируются на основе данных дистанционного зондирования с 1995 г.

В докладе будет представлено обобщение горимости лесов Сибири на интервале 1995–2023 гг., рассмотрены дистанционные методы оценки параметров пожаров, включая энергетические характеристики, объемы прямых пожарных эмиссий, а также степени пожарного воздействия на растительность.

Обобщая результаты многолетнего мониторинга пожаров, можно констатировать ужесточение пожарных режимов в бореальных лесах и в арктической зоне Сибири. В перспективе известных климатических сценариев положительные тренды интенсивности пожаров, регулярная повторяемость экстремальных эмиссий позволит говорить о части лесов Сибири, как об источнике углерода.

Презентация

Видеозапись семинара

21.02.24  11:00 (Мск)

Термодинамический подход к спутниковому мониторингу здоровья экосистем

Докладчик: Горный Виктор Иванович, к.г-м.н., Зав. Лабораторией Дистанционных методов геоэкологического мониторинга и геоинформатики, Санкт-Петербургский Федеральный Исследовательский центр РАН, Санкт-Петербург

Спутниковый мониторинг здоровья естественных и урбанизированных экосистем рассмотрен в качестве информационной поддержки системы принятия управленческих решений, направленных на парирование угроз, вызванных техногенными и природными факторами. В систему принятия управленческих решений целесообразно предоставлять информацию в наиболее предпочтительной для лиц, принимающих решения, форме — в виде пространственного распределения экономических ущербов.

В качестве теоретической основы для реализации этого требования выбрана термодинамика экосистем. Приведены теоретические основы термодинамического подхода к мониторингу здоровья естественных экосистем. Показано, что эвапотранспирация влаги с поверхности является характеристикой здоровья экосистем. На этой основе предложены показатели нарушенности экосистем и методика картирования накопленного экологического ущерба лесных экосистем. Продемонстрирована эффективность термодинамического подхода для мониторинга реакции экосистем на техногенные и природные воздействия, даны экономические оценки накопленного экологического ущерба для таежных экосистем всех районов Ленинградской области.

Для урбанизированных экосистем крупных городских агломераций на основе теплоинерционного подхода предложена и реализована на примере Санкт-Петербурга методика картирования теплофизических характеристик элементов городской среды, использованных для прогнозирования последствий потепления климата.

Для решения проблемы картирования рисков и экономических ущербов от преждевременной смертности, вызванной перегревом городской среды предложено два метода, основанных на нахождении корреляционных зависимостей между температурой земной поверхности и временными рядами, измеренными на городских метеостанциях. Методики апробированы на примере ряда крупных городов, таких как Омск, Ростов на Дону, Хельсинки.

Презентация

Видеозапись семинара

25.01.24 11:00 (Мск)

Спутниковая альтиметрия — основы метода и приложения в науках о Земле

Докладчик: Лебедев Сергей Анатольевич, Геофизический Центр Российской академии наук, Национальный исследовательский университет «МИЭТ», Майкопский государственный технологический университет

Доклад посвящён достижениям спутниковой альтиметрии в науках о Земле. Область применения спутниковой альтиметрии постоянно растёт. Помимо уже ставших классическими задач геодезии данные спутниковой альтиметрии нашли широкое применение во многих науках о Земле – в геологии, океанологии, гляциологии, гидрологии суши, ландшафтоведении и т.д.

Презентация

Видеозапись семинара

19.10.2023 11:00 (Мск/Moscow)

Докладчик/Speaker: Zhiguo Meng, Ph. Doctor, Professor of the College of Geoexploration Science and Technology, Jilin University, China

Passive Probing the Moon using Microwave Radiometer data from Chang’e-1/2 Missions and its Geologic Significance
Пассивное зондирование Луны с использованием данных микроволнового радиометра миссий «Чанъэ-1/2» и его геологическая значимость
 
The microwave radiometer (MRM) from Chang'e 1/2 satellites has obtained multi-channel brightness temperatures (TBs) covering the entire lunar surface, which is unique to the current lunar remote sensing. The microwave can penetrate the regolith to certain depth, and they are sensitive to the compositions and temperatures of the substrate, making it of great significance in lunar scientific research. Based on MRM data, we mainly did the work in the following three aspects: (1) After comparing the TB behaviors in the main basaltic units with the visible and radar results, we propose that the MRM data can represent the basaltic units in different episodes. (2) The warm anomalies in microwave range are defined, which reveal the anomalously high thermal flux and even the thermal state of the current lunar crust. (3) The cold anomalies in microwave range are defined, which indicates the existence of the rocks and/or a kind of special material. The latter brings about the considerably low daytime TB and high nighttime TB, potentially indicating the heterogeneity of the lunar crust in vertical direction.
Микроволновым радиометром (MRM) спутников «Чанъэ 1/2» выполнены многоканальные измерения яркостных температур (TB), охватывающие всю лунную поверхность, что является уникальным для современного дистанционного зондирования Луны. Микроволновое излучение может проникать в реголит на определенную глубину и чувствительно к составу и температуре постилающей поверхности, что обусловливает его важность в лунных научных исследованиях. Основываясь на данных MRM, мы в основном работали по следующим трем аспектам исследований: (1) После сравнения поведения TB в основных базальтовых отложениях с данными оптических и радиолокационных наблюдений мы предполагаем, что данные MRM могут выявлять базальтовые отложения различных геологических эр; (2) Выявлены горячие аномалии в микроволновом диапазоне, которые могут указывать на аномально высокие тепловые потоки и даже аномально нагретое состояние современной лунной коры; (3) Выявлены холодные аномалии в микроволновом диапазоне, которые могут указывать на выход горных пород и/или особенности минерального состава. Последнее проявляется в существенно более низких дневных TB и высоких ночных TB, что потенциально указывает на неоднородность лунной коры в вертикальном направлении.

Презентация

Видеозапись семинара

21.09.2023 11:00 (Мск)

Ветровалы в лесной зоне России и условия их возникновения: анализ по многолетним рядам спутниковых данных

Докладчик: Шихов А.Н., д.г.н., доцент, кафедра картографии и геоинформатики Пермского государственного университета

Ветровалы являются одним из значимых видов нарушения лесного покрова. Они могут быть вызваны шквалами, смерчами, штормами неконвективной природы, а также отложением мокрого снега и гололеда. В докладе будут представлены основные результаты исследований ветровалов в лесной зоне Европейской территории России (ЕТР) и Сибири за период с середины 1980-х гг. по настоящее время и условий их возникновения. В частности, будет рассмотрена методика сбора и систематизации данных о ветровалах по спутниковым снимкам, созданные картографические базы данных для лесной зоне ЕТР и в Сибири, закономерности, определяющие подверженность лесов ветровалам, метеорологические явления, вызывающие ветровалы, и особенности их возникновения.

Презентация

Видеозапись семинара

07.06.2023 11:00 (Мск)

Спутниковый мониторинг состояния аридных ландшафтов России и сопредельных территорий

Докладчик: Шинкаренко Станислав Сергеевич, к.с.-х.н., с.н.с. отдела технологий спутникового мониторинга ИКИ РАН

В докладе отражены результаты исследований динамики состояния ландшафтов в зоне опустыненных степей и северных пустынь России и сопредельных территорий Западного Казахстана под влиянием природных и антропогенных факторов: выпаса домашнего скота, изменения гидротермических условий и ландшафтных пожаров. В основе проведенных исследований лежит комплексное использование спутниковых данных различного пространственного и временного разрешения, информационных продуктов тематической обработки данных ДЗЗ, наземных измерений и наблюдений, климатических и статистических данных. В совокупности все используемые материалы позволили выявить закономерности динамики состояния и пожарного режима ландшафтов под влиянием природных и антропогенных факторов.
Основные направления исследований:

• Закономерности сезонной и многолетней динамики состояния естественных пастбищ под влиянием природных и антропогенных факторов.
• Проблема опустынивания пастбищ и пыльных бурь, рост площадей подвижных песков и дефлированных территорий.
• Многолетняя динамика выгоревших площадей.
• Перспективы картографирования видового состава и фитомассы пастбищной растительности.

Презентация

Видеозапись семинара

18.05.2023 11:00 (Мск)

Оценка изменчивости экологического состояния Каспийского моря в текущем столетии по данным спутникового дистанционного зондирования. (Лаврова О. Ю., Митягина М. И., Костяной А. Г.)

Докладчик: О.Ю. Лаврова, к.ф.-м.н., доцент., в.н.с., зав. лаб. "Аэрокосмической радиолокации" отдела "Исследования Земли из космоса" ИКИ РАН
 

Доклад посвящен результатам исследования изменения экологического состояния Каспийского моря на протяжении текущего столетия под воздействием природных и антропогенных факторов с помощью спутниковых данных и средств дистанционного зондирования Земли.
Основное внимание уделено следующим проблемам:

• Выявление изменчивости относительного вклада основных источников нефтяного загрязнения поверхности Каспийского моря в текущем столетии.
• Определение сезонной, межгодовой и пространственной изменчивости цветения фитопланктона за последние 20 лет.
• Определение межгодовой изменчивости ледяного покрова в Северном Каспии: выявление трендов в сроках льдообразования и очищения ото льда, определение площадей, занятых льдом.
• Исследование выносов рек Терек и Сулак по данным дистанционного зондирования и контактных измерений.

Для решения поставленных задач был осуществлен комплексный подход, объединяющий анализ архивных спутниковых данных за 1999-2018 гг и данных оперативного спутникового мониторинга, проводимого во время проведения исследований в 2019-2022 гг. Анализ многосенсорных и мультиплатформных  радиолокационных, оптических и ИК спутниковых данных был сопряжен с анализом гидрометеорологических и климатических данных, что позволило достоверно установить те или иные причинно-следственные связи в межгодовой изменчивости экологического состояния Каспийского моря.

Презентация

Видеозапись семинара

30.03.2023 11:00 (Мск)

"Некоторые аспекты дистанционного микроволнового мониторинга засух на юге Западной Сибири"

Романов Андрей Николаевич, д.т.н., зав. лаб. физики атмосферно-гидросферных процессов ИВЭП СО РАН (Институт водных и экологических проблем СО РАН)
 

Засухи (атмосферные, гирологические, почвенные), возникающие при продолжительной нехватке воды, снижении влагообеспеченности территории, относятся к категории опасных природных явлений. К настоящему времени для мониторинга засух разработано более 170 индексов засухи, но ни один из них не гарантирует точного прогноза масштабов, сроков, продолжительности, интенсивности засух. Более того, уже многократно апробированные в разных регионах мира индексы засухи дают сбои в условиях изменяющегося климата и возрастающего антропогенного воздействия на экосистемы.

Объект исследования – юг Западной Сибири, Кулундинская равнина, Алтайский край. Это стратегически важный аграрный регион характеризуется засушливым климатом. В 2012 году на данной территории наблюдалась сильнейшая с 1960 годов засуха, охватившая значительную часть Северной Евразии. В Алтайском крае в результате аномальной жары и засухи пострадало более 3 млн. гектар сельскохозяйственных посевов и был введен режим Чрезвычайной ситуации.

Дистанционный микроволновый мониторинг почвенной засухи по ежедневным данным спутника SMOS

Методика исследований. Данные спутника SMOS использовали для оценки пространственного распределения радиояркостных температур подстилающей поверхности. Данные MODIS использовали для оценки температуры подстилающей поверхности. Спутниковые снимки Landsat использовали для планирования экспедиций, определения мест отбора проб воды. В полевом эксперименте измеряли температуру, отбирали пробы воды, почвы. В лабораторных условиях измеряли диэлектрические характеристики образцов почв для установления зависимостей коэффициента излучения от объемной влажности.

Результаты исследований. Установлена зависимость объемной влажности (W) почвы от коэффициента излучения почвы для тестовых участков. Для оценки степени увлажненности почвы (включая засуху и переувлажнение) разработан «Дистанционный микроволновый индекс засухи» (Remote Microwave Soil Drougt Index – RMSDI), учитывающий фазовый состав почвенной влаги, диэлектрические и радиоизлучательные характеристики конкретных почв. Построена карта-схема карта-схема пространственного распределения W и RMDSI на территорию Кулундинской равнины.

Презентация

Видеозапись семинара

22.12.2022 11:00 (Мск)

Происходящие изменения климата привели к участившемуся образованию интенсивных ураганоподобных мезоциклонов в Средиземном и Черном море. Черноморские квазитропические циклоны впервые были обнаружены Метеобюро Великобритании в 2002-м году. Сначала они идентифицировались с помощью только спутниковых наблюдений, фиксировавших уже сформировавшийся вихрь. В наши дни суперкомпьютерное атмосферное моделирование позволяет приблизительно прогнозировать место и время их появления. Но, как и в случае тропических циклонов (ТЦ), точная диагностика зарождения вихрей до настоящего времени отсутствовала.

В докладе обсуждается разработанный в совместных российско-американских исследованиях (Г.В. Левина, Россия − М.Т. Монтгомери, США) подход для точной дистанционной диагностики тропического циклогенеза. Подход базируется на фундаментальной теории турбулентного вихревого динамо, развитой учеными ИКИ РАН, и открытии американскими учеными вихревой облачной конвекции, обеспечивающей динамо-эффект в атмосфере. Диагностика включает получение и анализ данных из двух независимых  источников для двух разных физических полей: спутниковых снимков облачности (поле температуры) и облачно-разрешающего атмосферного численного моделирования (поле скорости). Предложенный подход только что впервые успешно применен индийскими метеорологами для трех наблюдавшихся ТЦ. Данная диагностика может быть распространена и для идентификации черноморских квази-ТЦ.

Презентация

Видеозапись семинара

10.11.2022 11:00 (Мск)

29.09.2022 11:00 (Мск)

«Спутниковая микроволновая радиометрия морских и пресноводных льдов. Дистанционные методы исследования криосферы и гидросферы Земли»

Тихонов Василий Владимирович, к.ф.-м.н., зав. лабораторией спутникового мониторинга криосферы Земли Института космических исследований РАН, в.н.с. Института водных и экологических проблем СО РАН.

Регионы с холодным климатом, характеризующиеся наличием вечной мерзлоты и обширными снежными, ледяными и ледниковыми покровами, в значительной степени подвержены влиянию климатических изменений. В связи с этим, возникает большая необходимость в получении оперативной информации о гляциологических, гидрологических и метеорологических процессах, протекающих на территориях подверженных влиянию низких температур. Дистанционное зондирование предоставляет собой мощный и универсальный инструмент для исследования областей с суровыми климатическими условиями, делая «доступными» места, которые в другом случае были бы недоступны или даже неизвестны. Возможность получения 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 низкое энергопотребление, делает спутниковую микроволновую радиометрию наиболее оптимальным методом мониторинга территорий поверхности Земли отличающихся холодным климатом.

В докладе кратко представлены основные положения микроволновой радиометрии, показаны возможности спутниковой микроволновой радиометрии при исследовании природных сред находящихся в условиях сезонных фазовых переходов «вода-лед» и «лед-вода». На основе спутниковых и контактных данных, а также теоретического моделирования в докладе подробно изложены результаты анализа фенологических фаз ледяного покрова крупных пресноводных внутренних акваторий, гидрологического режима крупных арктических эстуариев в период ледостава, а также динамики морского льда в устьевых арктических областях.

Презентация

Видеозапись семинара

23.12.2021 11:00 (Мск)

"Измерения полей концентрации парниковых газов в атмосфере со спутников"

Успенский Александр Борисович, д.ф.-м.н., профессор, г. н. с. ФГБУ "НИЦ "Планета"

Выполнен обзор работ последнего двадцатилетия, посвященных развитию в нашей стране и за рубежом методов и средств измерения со спутников полей концентрации долгоживущих углеродсодержащих парниковых газов в атмосфере – диоксида углерода СО2 и метана СН4. Кратко рассмотрены физико-математические основы интерпретации измерений современных спутниковых спектрометров ближнего инфракрасного и инфракрасного диапазонов спектра. Обсуждается использование данных гиперспектральных ИК - зондировщиков AIRS, IASI, CrIS, ИКФС-2 для глобального мониторинга среднего отношения смеси XСО2, XСН4 (усредненной в атмосферном столбе сухого воздуха мольной доли) в средней и верхней тропосфере.
Приведены сведения о Программах развития отечественных и зарубежных спутниковых систем мониторинга содержания СО2 и СН4 в атмосфере, а также о наземных наблюдательных сетях, данные которых можно использовать для калибровки и валидации спутниковых информационных продуктов.

Презентация

Видеозапись семинара

27.10.2021

"Газообмен в системе океан-атмосфера и глобальный углеродный цикл"

Репина Ирина Анатольевна, д.ф-м.н., профессор РАН, зав. лабораторией взаимодействия атмосферы и океана Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН

В докладе был рассмотрен механизм газообмена в системе океан-атмосфера, роль пузырькового переноса и аэрозолей. Был представлен вклад океана в глобальный углеродный цикл на различных временных масштабах. Приведены различные способы определения характеристик газообмена в системе атмосфера-океан, в том числе модель газообмена NOAA-COARE и методы с использованием данных дистанционного зондирования. Также обсуждалась роль антропогенного воздействия в изменении баланса парниковых газов водных экосистем.

Презентация

Видеозапись семинара

23.09.2021.

"Глобальный углеродный цикл: основные процессы и взаимосвязь с характеристиками климата"

д.ф.-м.н. Елисеев А.В. (МГУ, ИФА РАН, КГУ)

Презентация

Видеозапись доклада

 

Контакты:

секретарь семинара – заведующий отделом «Исследования Земли из космоса» ИКИ РАН д.ф.-м.н. Ермаков Д.М.