Телегина А.А. Географический факультет МГУ имени М.В.Ломоносова Использование методов дистанционного зондирования в задачах исследования снежного покрова

Актуальность изучения снежного покрова Годовой сток рек (Атлас снежно- ледовых ресурсов мира, 1997) Распределение максимальных запасов воды в снеге

1) Наземные методы Снегомерные съемки 2) Дистанционные Используемые длины волн : гамма-излучение; видимый и ближний ИК-диапазоны; тепловое инфракрасное излучение; микроволновый диапазон Активная микроволновая съемка Методы определения снегозапасов: Пассивная

f – к-т учета лесной растительности T18H-T36H – радиояркостные температуры в каналах 18 и 36 ГГц эмпирический коэффициент 4.8 соответствует снегу с плотностью 0.3 г/см3 и с размером зерна 0.3мм I 0 – интенсивность излучения поверхности земли, α- коэффициент ослабления, z- высота приемника излучения над снегом Пассивная микроволновая съемка Метод гамма-съемки

Пассивная микроволновая съемка Плюсы широкий пространственный охват частые замеры Минусы: малое разрешение - Факторы, учитываемые при составлении моделей и затрудняющие оценку: Наличие жидкой фазы воды в снежном покрове лесная растительность расчлененный рельефом Различный размер зерен кристаллов снега. Влияние потеплений на распределение значений ВЭС Зависимость яркостных температур от ВЭС при различных размерах (0.3 и 0.5 мм)

Цель работы: оценка точности восстановленных по данным SSM/I-DMSP значений снегозапасов – для обоснования возможности использования спутниковой информации в исследованиях водного баланса крупных водосборов Восточно- Европейской равнины.

Задачи: сравнение и объективная оценка основных методов определения запасов воды в снеге; оценка точности получаемой информации; сравнение восстановленных снегозапасов с фактическими данными для сезонного и многолетнего уровней; оценка влияния хода основных метеоэлементов на точность восстановленных данных; выявление основных закономерностей изменения полученных данных в пространстве и во времени.

Исходные данные: восстановленные по данным SSM/I-DMSP значения снегозапасов (модель Чанга ); данные наземных измерений приземной температуры воздуха, осадков, снегозапасов. Исследуемые территории: водосборы рек Балтийского и Белого морей, Волги, Дона.

Сравнение восстановленных данных снегозапасов по постам Распределение относительной ошибки по ЕТР Данные дистанционного зондирования для распределение температуры воздуха, °C Распределение разницы сравниваемых значений Вывод: Необходимо использовать значения, осредненные в границах водосборов

Возможности использования данных микроволнового зондирования в пределах речных бассейнов

Сравнение данных за 2010 г Сравнение восстановленных спутниковых значений снегозапасов (1) и фактических(2), в период снеготаяния весной 2010 г. для периода с 15 февраля по 15 мая 2010 г ошибка для макс запасов снега, % макс ошибка за рассматриваемый период Волга 1930 Печора 2450 Кама 1940 Сев.Дви на 2969 Москва 1865 Онега 3158 Дон 1722

Сравнение с распределением основных метеорологических характеристик на примере водосбора Оки

Выявление особенностей распределения факторов, влияющих на ошибку по данным многолетнего периода Ноябрь Декабрь Январь Февраль Март Апрель ~1200 РАСТРОВ ЫХ КАРТ

Факторы, влияющие на ошибку и их примеры учет на ЕТР Привнесение жидкой воды в снежный покров во время оттепелей

Бассейн Белого и Баренцева морей: различия максимальных снегозапасов залесенных (1) и открытых (2) участков –фактические (А) и восстановленные (Б) данные. А Б Залесенность и ее учет

Ошибка восстановления максимальных снегозапасов с 2003 по 2010 г Северная Двина, %Ока, %Дон, % Период начала формирования снежного покрова Снеготаяния Максимальных снегозапасов Основные факторы, влияющие на ошибку восстановления значений снегозапасов На водосборах средней полосы и юга: наличие жидкой фазы воды в снежном покрове; На водосборах северных рек: лесная растительность критическая мощность снега

График связи восстановленных и фактических снегозапасов для водосбора р. Северной Двины. Графики связи восстановленных и фактических снегозапасов для водосбора р. Ока Графики связи восстановленных и фактических снегозапасов для водосбора р. Дон. Определение связи восстановленных и фактических значений снегозапасов

Сравнение восстановленных данных снегозапасов зондирования с данными снегомерных съемок; Выявление основных закономерностей изменения полученных данных в пространстве и во времени; Выявление основных факторов, привносящих ошибку и их особенностей для исследуемой территории. Решение методических вопросов учета этих ошибок; Произведена оценка возможности использования данных микроволнового зондирования на европейской территории России Результаты: