Океанография и морской лед. Коллектив авторов
Читать онлайн книгу.
разрешения методом кросс-корреляции получаются грубые вектора дрейфа. Затем на каждом уровне пирамиды производится вычисление оптического потока – трехмерного векторного поля, которое получается из скалярной функции яркости последовательных по времени изображений. Яркость объекта во время его движения считается постоянной. Градиент яркости изображения также принимается стационарным во времени. Метод используется для детального слежения за динамикой льда и позволяет получить информацию о трансформациях ледяного покрова – сжатиях, разрежениях, взаимных подвижках, деформациях. Алгоритм вычисления оптического потока требует предварительной калибровки снимков по значениям яркости.
Толщина льда. Толщина льда – один из наиболее важных параметров ледяного покрова. Методов прямых измерений толщины льда с помощью спутниковых средств не существует. Для определения толщины льда по данным ИСЗ применяются косвенные методы, основанные либо на найденных закономерностях между измеряемыми параметрами (температурой поверхности льда) и собственно толщиной льда, либо на вычислении разницы в длине пути луча, проходящего до границы снег-воздух и луча, отраженного непосредственно от ледовой поверхности. Грубая оценка толщины льда может быть получена по спутниковым данным о возрасте льда, так как толщина льда и его возраст – два взаимосвязанных параметра.
Определение толщины льда по данным измерений в ИК-диапазоне. ИК-диапазон исторически стал первым из известных диапазонов электромагнитного спектра, дистанционные наблюдения в котором позволили разработать реально действующие технологии оценки толщины льда. Уже в 1970-е гг. были получены первые успешные результаты оценки толщины льда по данным авиационных ИК-радиометров (Kuhn, 1975). В 1980-х начались разработки технологий использования спутниковых ИК-каналов для оценки толщины льда (Лощилов, Парамонов, 1987; Groves, Stringer, 1991). Технологии базировались на решении уравнений теплопроводности сред вода – лед – снег – воздух и эмпирических зависимостях, полученных в ходе полевых наблюдений в полярных районах. Было установлено, что при отрицательных температурах воздуха между температурой поверхности льда и его толщиной до определенных критических толщин льда существует обратно пропорциональная зависимость: чем толще лед, тем ниже температура его поверхности. При толщине льда 240–250 см наблюдался эффект насыщения, когда температура поверхности льда приобретала минимальные для данных гидрометеорологических условий значения, которые не менялись при дальнейшем увеличении толщины. Такие льды получили наименование «толстые».
В ААНИИ применяется технология оценки толщины льда по данным о температуре поверхности льда, полученной с ИСЗ NOAA/AVHRR.
Снежно-ледяной покров морей зимой рассматривается как промежуточный слой между морской водой, имеющей у нижней поверхности льда постоянную температуру, равную температуре замерзания морской воды данной солености, и слоем воздуха, температура которого