Восстановление полей солености Азовского моря с использованием регрессионных связей между данными in situ и региональными спутниковыми продуктами

Предложен метод получения информации о солености Азовского моря, основанный на совместном использовании данных контактных и дистанционных наблюдений. Подход к восстановлению полей солености Азовского моря основан на получении обобщенных регрессионных уравнений связывающих архивные данные in situ с региональными биооптическими параметрами, полученным по стандартным продуктам второго уровня MODIS. Проведенный анализ показал возможность использования различных подходов при получения обобщенных эмпирических (регрессионных) уравнений для весеннего и летнего сезонов, различия в которых составляют ~10 %. Результаты восстановленных значений солености верифицированы по данным in situ. Установлено, что графики средних значений восстановленной солености находятся в области 95 % доверительных полос современных среднемноголетних трендов 1986–2018 и 2000– 2018 гг. Показана возможность использования результатов предложенного метода при построении пространственных карт солености Азовского моря, синхронизированных по времени со спутниковыми снимками.

1. Wolanksi E., Elliott M. Estuarine ecohydrology: An introduction. Amsterdam: Elsevier Science, 2015. 322 p.

2. Гинзбург А.И., Костяной А.Г., Серых И.В., Лебедев С.А. Климатические изменения гидрометеорологических параметров Черного и Азовского морей (1980–2020 гг.) // Океанология. 2021. Т. 61, № 6. С. 900–912. doi:10.31857/S003015742106006X

3. Шульга Т.Я., Суслин В.В. Исследование эволюции пассивной примеси в поверхностном слое Азовского моря на основе усвоения данных сканера MODIS-Aqua в гидродинамическую модель // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2018. Т. 11, № 3. С. 73–80. doi:10.7868/S2073667318030097

4. Konik M., Kowalevski M., Bradtke K., Darecki M. The operational method of filling information gaps in satellite imagery using numerical models // International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation. 2019. Vol. 75. P. 66–82. doi:10.1016/j.jag.2018.09.002

5. Глуховец Д.И., Гольдин Ю.А. Исследование связи солености и флуоресценции желтого вещества в Карском море // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2018. Т. 11, № 3. С. 34–39. doi:10.7868/S2073667318030048

6. Шульга Т.Я., Суслин В.В., Станичная Р.Р. Численное исследование процессов эволюции загрязнений в Азовском море с использованием данных спутниковых наблюдений // Морской гидрофизический журнал. 2017. № 6. С. 40–52. doi:10.22449/0233–7584–2017–6–40–52

7. Шульга Т.Я., Суслин В.В., Шукало Д.М., Ингеров А.В. Исследование связи между сезонными изменениями солености Азовского моря и биооптическими характеристиками по данным спутникового зондирования в видимом диапазоне спектра // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2020. Т. 13, № 2. С. 68–75. doi:10.7868/S2073667320020082

8. Blumberg A.F., Mellor G.L. A description of three dimensional coastal ocean circulation model // Three-Dimensional Coastal Ocean Models / Ed.N. Heaps. Washington, D.C.: American Geophysical Union, 1987. Vol. 4. P. 1–16.

9. NASA Goddard Space Flight Center, Ocean Ecology Laboratory, Ocean Biology Processing Group. Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) Aqua Ocean Color Data; 2018 Reprocessing. NASA OB.DAAC, Greenbelt, MD, USA. URL: https://oceancolor.gsfc.nasa.gov/data/10.5067/AQUA/MODIS_OC.2014.0/ (дата обращения: 02.09.2022).

10. NASA Goddard Space Flight Center, Ocean Ecology Laboratory, Ocean Biology Processing Group. Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) Terra Ocean Color Data; 2018 Reprocessing. NASA OB.DAAC, Greenbelt, MD, USA. URL: https://oceancolor.gsfc.nasa.gov/data/10.5067/AQUA/MODIS_OC.2014.0/ (дата обращения: 02.09.2022).

11. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т.V. Азовское море. СПб.: Гидрометеоиздат, 1991. 236 с.

12. Книпович Н.М. Работа Азовской научно-промысловой экспедиции в 1922–1924 гг. (предварительный отчет) // Труды Азово-Черноморской научно-промысловой экспедиции Керчь, 1926. Вып. 1. С. 4–51.

13. Гидрометеорологический справочник Азовского моря. Л.: Гидрометеоиздат, 1962. 247 с.

14. Лоция Азовского моря. URL: http://parusa.narod.ru/bib/books/azov_loc (дата обращения: 14.02.2022).

15. Матишов Г.Г., Григоренко К.С. Динамический режим Азовского моря в условиях осолонения // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. 2020. Т. 492, № 1. С. 107–112. doi:10.31857/S268673972005014X

16. Матишов Г.Г., Гаргопа Ю.М., Бердников С.В., Дженюк С.Л. Закономерности экосистемных процессов в Азовском море. 2006. М., Наука: 304 с.

17. Matishov G., Matishov D., Gargopa Y., Dashkevich L., Berdnikov S., Baranova O., Smolyar I. 2006. Climatic Atlas of the Sea of Azov 2006. G. Matishov, S. Levitus, Eds., NOAA Atlas NESDIS59, U.S. Government Printing Office, Washington, D.C., 103 pp., CD-ROM.

18. Матишов Г.Г., Бердников С.В., Жичкин А.П. и др. Атлас климатических изменений в больших морских экосистемах Северного полушария (1878–2013). Ростов н/Д: ЮНЦ РАН, 2014. 256 с.

19. Баянкина Т.М., Годин Е.А., Жук Е.В., Ингеров А.В., Исаева Е.А., Халиулин А.Х. Информационные ресурсы Морского гидрофизического института РАН // Процессы в геосредах. 2017. № 4 (13). С. 651–659.

20. Shukalo D.M., Shul’ga T. Ya. Long-term and seasonal anomalies of the Sea of the Azov thermohaline structure for 1913– 2018 // Journal of Physics Conference Series. 2021. 2057(1):012133. doi:10.1088/1742–6596/2057/1/012133

21. Суетин В.С., Суслин В.В., Королев С.Н., Кучерявый А.А. Оценка изменчивости оптических свойств воды в Черном море летом 1998 года по данным спутникового прибора SEAWIFS // Морской гидрофизический журнал. 2002. № 6. С. 44–54.

22. Suslin V.V., Churilova T. Ya., Efimova T.V. et al. Regional bio-optical algorithm for remote estimation of the sea of Azov`s IOPS // Proceedings of SPIE. 2020. Vol. 11560. doi:10.1117/12.2574273

23. Шульга Т.Я., Суслин В.В. Сезонная изменчивость IOPs в Азовском море на основе данных дистанционного зондирования и моделирования // Труды XI Всероссийской конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» с международным участием (Санкт-Петербург, 29.09.2021–01.10.2021). СПб.: Химиздат, 2021. С. 106–111.