Солнечный блик как "инструмент" исследования океана из космоса

• Автор: Мясоедов, Александр Германович
• Шифр специальности: 25.00.28
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 118 с. : ил.

1 Солнечный блик как “инструмент” исследования Океана из Космоса

1.1 Общие представления

1.2 Оптические исследования Океана из Космоса

1.2.1 Солнечный блик как источник информации о поверхностных явлениях

1.3 Модель изображения морской поверхности в области солнечного блика

1.3.1 Основные соотношения

1.3.2 Связь вариаций яркости с вариациями СКН

1.3.3 Восстановления СКН по полям яркости

1.3.4 Пример восстановления СКН модельного блика

1.4 Применение метода к анализу данных МСЮ15 и МЕШБ

1.5 Программа восстановления СКН по полям яркости

1.5.1 Среда и языки программирования
1.5.2 Данные М001Б и МЕШБ, используемые в примере
1.5.3 Процедура восстановления СКН по спутниковым оптическим
изображениям
1.6 Выводы по главе
2 Оптические и радиолокационные исследования нефтяных сликов
2.1 Нефтяные плёнки природного происхождения
2.2 Катастрофические нефтяные загрязнения
2.3 Контрасты СКН и УЭПР нефтяных сликов
2.4 Выводы по главе
3 Исследование суб- и мезомасштабной динамики Океана по оптическим
и радиолокационным изображениям

3.1 Внутренние волны
3.2 Мезомасштабные течения
3.2.1 Наблюдения
3.2.2 Процедура реконструкции квазигеострофической и агеострофиче-ской циркуляции по ТПО
3.2.3 Особенности мезомасштабных течений, восстановленные по ТПО,
и их связь с аномалиями РСА сигнала и СКН
3.3 Интерпретация данных наблюдений на основе модельных представлений
3.3.1 Результаты интерпретации данных
3.4 Выводы по главе
Заключение
Список рисунков
Список таблиц
Литература
А Основные соотношения модели RIM
А.1 Приближённое решение задачи о трансформации волн
А.2 Трансформация СКН и обрушений волн

Современную научно-исследовательскую деятельность в области океанологии и метеорологии, которые плохо обеспечены контактными данными, уже невозможно представить без использования данных спутниковых наблюдений. Существующие методы обработки и анализа спутниковых измерений обеспечивают получение данных об «огромном» наборе параметров, характеризующих систему «атмосфера - земля -океан», которые в настоящее время широко используются в задачах мониторинга и прогноза окружающей среды. В настоящее время ряд спутниковых геофизических продуктов находится в открытом доступе. В приложении к океанографическим исследованиям, спутниковые данные могут быть получены, например, из центра данных Physical Oceanography Distributed Active Archive Center (PO.DAAC) - американский центр НАСА
В то же время, перспективы развития исследований Земли из Космоса неизбежно требуют создания новых подходов и методов обработки, анализа и использования спутниковой информации. Оптические методы исследования Земли являются наиболее развитыми и широко используемыми в оперативной практике. В настоящее время на орбите Земли находится большое количество сканеров, работающих в оптическом диапазоне (например, сканеры MODIS на спутниках Terra и Aqua, радиометры AVHRR на серии спутников NOAA). Одно из основных применений данных оптических сканеров, - изучение «цвета» Океана (содержание фитопланктона и минеральной взвеси, биогеохимические характеристики), а также температуры его поверхности.
При изучение оптических характеристик Океана, солнечная радиация, отраженная от морской поверхности, является шумом по отношению к радиации рассеянной в верхнем слое Океана. В областях солнечного блика отражённая радиация составляет

(верхний левый) Фрагмент изображения с прибора MODIS/Terra (Июнь, 2, 2005, 16:55 GMT) на длине волны 645нм (красный канал) Мексиканского залива с особенностями проявления нефтяных сликов в солнечном блике, (верхний правый) Контрасты яркости В/В. (нижний левый) Передаточная функция, (нижний правый) Восстановленные контрасты СКН
Рисунок 2.1 - Фрагмент изображения, полученного с прибора MODIS/Terra (Июнь, 2,
2005, 16:55 GMT)
и, как следствие, не имеет физического значения. Поле вариаций яркости, конвертированное в поле контрастов СКН, с использованием алгоритма, описанного в Главе 1, показано на Рисунке 2.1 (верхний правый).
После применения алгоритма, контрасты, ассоциируемые с нефтяными сликами, теперь систематически отрицательны. Также можно отметить другие особенности в контрастах СКН (как отрицательные, так и положительные), вызванные вариациями в поле ветра на внутренних масштабах блика. Контрасты СКН нефтяных сликов со-