Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
№ 3 (2025)
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА
Оценка точности моделей атмосферных фазовых задержек для полей смещений на территории Камчатки, рассчитанных методом дифференциальной интерферометрии
Аннотация
В работе рассмотрены различные способы расчета атмосферных фазовых задержек для коррекции интерферометрической фазы, по которой методами спутниковой радиолокационной интерферометрии рассчитываются смещения земной поверхности. По данным Камчатских метеостанций построена локальная эмпирическая погодная модель, основанная на эмпирических зависимостях физических свойств атмосферы от высоты, и по этой модели рассчитаны задержки распространения электромагнитного сигнала. Далее оценена точность эмпирической погодной модели и модели GACOS (Generic Atmospheric Corrections Online Service), путем сопоставления их с задержками, рассчитанными по сети станций ГНСС Камчатского филиала ФИЦ ЕГС РАН в районе Ключевской группы вулканов. Результаты показали, что по всем критериям оценок точности, модель GACOS имеет меньшую погрешность и лучше совпадает с данными, полученными по ГНСС в пунктах сопоставления результатов. Относительные невязки задержек эмпирической модели лежат в диапазоне от 0 до 5.7%, а для задержек GACOS относительные невязки не превышают 1.6%. При этом, для моделей GACOS и эмпирической погодной модели в среднем относительная невязка равна 0.3% и 0.9% соответственно, а среднеквадратические ошибки 0.6 см и 2.3 см. В целом, в точках расположения пунктов ГНСС, получена достаточно хорошая точность расчетов: погрешность менее 1%, а также очень высокий коэффициент детерминации зависимостей сравниваемых моделей, практически соответствующий коэффициенту корреляции, равному 1. Кроме того, для 25% результатов получено, что эмпирическая модель превосходит по точности модель GACOS, т.е. величины задержек ближе к задержкам, рассчитанным по измерениям на пунктах ГНСС. Поскольку половина метеостанций и пунктов ГНСС, по которым рассчитывалась эмпирическая погодная модель – это локальные станции Камчатской сети, которые не входят в глобальные сети, полученные результаты дают независимую оценку точности поправок с сайта GACOS на территорию полуострова. Результаты проведенного исследования также показывают, что построенная в работе эмпирическая модель атмосферы обеспечивает хорошую точность расчетов в точках расположения пунктов ГНСС и их данные позволяют с высокой точностью рассчитать атмосферные задержки для полей смещений земной поверхности, полученные методами спутниковой интерферометрии.
Исследование Земли из космоса. 2025;(3):3-12
3-12
Сравнение моделей атмосферных поправок к данным спутниковой интерферометрии для территории Камчатки
Аннотация
В работе проведен сравнительный анализ результатов применения атмосферных поправок к конкретным полям смещений, рассчитанным методом дифференциальной интерферометрии на вулканический район Камчатки в активную фазу извержений, сопровождавшихся существенными изменениями состава атмосферы. Атмосферные поправки вычислялись двумя способами: 1) по данным фазовых задержек онлайн сервиса GACOS (Generic Atmospheric Corrections Online Service), 2) по задержкам, рассчитанным с использованием эмпирической погодной модели, построенной по данным локальных метеостанций и станций ГНСС Камчатки. Проведен анализ эффективности каждой модели поправок и выполнена оценка их влияния на поля смещений. Положительный результат, удовлетворяющий условиям уменьшения шума и снижения тропосферного эффекта получен для 74% интерферограмм с поправкой GACOS, а по эмпирической погодной модели для 48% интерферограмм. В отдельных случаях поправки эмпирической модели оказались точнее, чем поправки GACOS. Анализ влияния атмосферных поправок на поле смещений показал, что в некоторых случаях модель GACOS вносит изменения в поле смещений, формируя области положительных или отрицательных аномалий, не имеющих связи с исходным полем смещений. Модель атмосферных поправок, рассчитанная по данным местных локальных метеостанций, которые не входят в международный синоптический список, полезна для дополнения и развития методов устранения атмосферной компоненты интерферометрической фазы. Выполненное исследование показало, что в Камчатском регионе модели GACOS во многих случаях позволяют эффективно устранять атмосферные помехи и повышать точность оценки полей смещений. С другой стороны, в ряде случаев поправки могут вносить дополнительные помехи, поэтому мы не рекомендуем использовать поправки по умолчанию, без сопоставления исходного и скорректированного полей смещений, с особым вниманием проводить анализ смещений, которые появились после введения поправок.
Исследование Земли из космоса. 2025;(3):13-25
13-25
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ О ЗЕМЛЕ
Оценка антропогенных выбросов метана для некоторых районов Сибири на основе сервиса ECCAD и корреляция данных сервиса с наземными измерениями для района Териберки
Аннотация
На основе базы данных CAMS-GLOB-ANT онлайн-сервиса ECCAD сделана оценка среднегодовых вариаций антропогенных выбросов метана для Уренгойского месторождения и отдельных угольных шахт Кузбасса, Красноярского края, Иркутской области и Бурятии для периода 2000‒2023 гг. По кадастру CAMS-GLOB-ANT для каждой ячейки сетки (0.1°× 0.1°) карты выбросов метана доступна информация об объемах выбросов за месяц или год. Существенные изменения в эксплуатации участков отслеживаются по скачкам в количестве выбросов СН4. Сравнение объемов выбросов метана в угольных разрезах с утечками на месторождении в пределах элемента разрешения показало, что в угольных разрезах объемы выбросов СН4почти в 10 раз превышают утечки на месторождении. Утечки метана на месторождении при добыче и транспортировке имеют тенденцию к уменьшению с 2015 года. Для угольных разрезов наблюдается положительный тренд в выбросах метана. Показана тесная связь между наземными измерениями концентрации метана на стационаре в Териберке и оценкой выбросов метана на основе данных кадастра CAMS-GLOB-ANT.
Исследование Земли из космоса. 2025;(3):26-36
26-36
Оценка валовой первичной продукции экосистемы Ленинградской области по данным спутниковой аппаратуры ОСО-2
Аннотация
В России для реализации мер контроля климатически активных газов и исследований потенциала поглощения парниковых газов было начато создание карбоновых полигонов, которые включают в себя репрезентативные экосистемы, характерные для территории нашей страны. Количественная оценка валовой первичной продукции GPP (gross primary production) и понимание процессов, влияющих на нее, необходимы для изучения процессов поглощения СО2экосистемой, характерной для Северо-Запада России, что является одной из целей карбонового полигона “Ладога”, планируемого к созданию в 2024‒2025 гг. на территории Ленинградской области. GPP для территории Ленинградской области в 2014‒2022 гг. была определена с использованием индуцированного солнечным светом флуоресцентного излучения хлорофилла, измеренного спутниковой аппаратурой ОСО-2. Было получено, что для GPP характерен годовой ход с максимальными значениями в июне–июле, что согласуется с результатами независимых исследований. За рассмотренный период скорость роста GPP была положительна и составила 0.08±0.02 гСм–2день–1год–1. Поглощательная способность карбонового полигона “Ладога”, полученная в настоящей работе, составила 0.1–2.3 ктСO2год–1. Полученные результаты могут быть использованы в качестве априорных оценок для наземных измерений на территории полигона “Ладога”, а также для независимых оценок потенциала поглощения СО2на территории России.
Исследование Земли из космоса. 2025;(3):37-46
37-46
Применение многозональной космической съемки Landsat и Ресурс-П для прогноза алмазоносных кимберлитов в Архангельской и Вологодской областях России
Аннотация
Выполнено комплексное исследование материалов космической и геолого-геофизической съемки для прогноза алмазоносных кимберлитов в пределах Архангельской и Вологодской областей России. Разработаны новые методы компьютерной обработки материалов многозональной космической съемки для выявления алмазоперспективных участков на площадях, перекрытых чехлом четвертичных и среднекаменноугольных отложений. Показана важная роль космической съемки высокого разрешения Ресурс-П для изучения локальных структур, контролирующих размещение кимберлитовых трубок.
Исследование Земли из космоса. 2025;(3):47-71
47-71
Средняя циркуляция вод Японского моря по данным дрифтерных и спутниковых альтиметрических наблюдений
Аннотация
Сведения о средних течениях в Японском море необходимы для понимания региональных климатических изменений. Среднее положение и скорости основных течений Японского моря были определены по данным дрифтерных наблюдений (Глобальная дрифтерная программа, 1988‒2023 гг.) и результатам расчета абсолютных геострофических течений (спутниковая альтиметрия AVISO, 1993‒2022 гг.). На картах, построенных по данным дрифтерных и спутниковых наблюдений отчетливо выделяются Цусимское теплое течение (ЦТТ), Восточно-Корейское теплое течение (ВКТТ), Приморское течение, Субполярное фронтальное течение и циклонический круговорот в северной части моря. Детальный анализ поля поверхностных течений показал, что ВКТТ в западной части Японского моря образует три антициклонических меандра. Хорошо выраженный меандр (восточная ветвь) этого течения наблюдается в районе котловины Уллындо. Второй меандр формируется в результате отделения течения от побережья в районе Восточно-Корейского залива. Третий антициклонический меандр наблюдается в северо-западной части Японского моря. Приморское течение отрывается от побережья Приморья в районе залива Петра Великого и следует по направлению к Субполярному фронту. Взаимодействие Приморского течения с северо-западным меандром ВКТТ приводит к формированию северо-западного динамического фронта. Результаты анализа поверхностной циркуляции показали, что ЦТТ делится на прибрежную и морскую ветви. Основной морской поток ЦТТ в свою очередь разделяется на три ветви. Формирование Субполярного фронтального течения в западной части моря определяется водами ВКТТ. Приморское течение влияет на северную динамическую границу этой фронтальной зоны. В центральной и восточной частях Японского моря Субполярный фронт связан с ЦТТ. Северный циклонический круговорот формируется продолжением ЦТТ у побережья о. Хоккайдо, Приморским течением и Субполярным фронтальным течением. Среднее положение основных поверхностных течений связано с рельефом дна Японского моря. Представлена схема поверхностной циркуляции вод, полученная с учетом данных дрифтерных и спутниковых альтиметрических наблюдений.
Исследование Земли из космоса. 2025;(3):72-84
72-84
КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ,СИСТЕМЫ И ПРОГРАММЫ ИЗК
Система валидационных подспутниковых наблюдений для контроля калибровки целевой аппаратуры отечественных метеорологических спутников и валидации информационных продуктов
Аннотация
Приводится описание системы валидационных подспутниковых наблюдений (СВПН ГМ), созданной в период 2012‒2016 годов ФГБУ «НИЦ “Планета”» совместно с научными институтами Росгидромета, Российской академии наук и учреждениями Госкорпорации “Роскосмос” для контроля бортовой калибровки, проведения внешней калибровки (включая интеркалибровку) бортовой целевой аппаратуры отечественных космических комплексов гидрометеорологического назначения и валидации спутниковых информационных продуктов. СВПН ГМ разработана с учетом международных обязательств Росгидромета как участника международного обмена спутниковыми данными в рамках ВМО и члена созданной в рамках ВМО рабочей группы GSICS (Глобальная космическая система по интеркалибровке).
Исследование Земли из космоса. 2025;(3):85-96
85-96