Исследователи рассчитывают глубину промерзания почвы по спутниковым данным

Команда ученых из Института космических исследований РАН, Института водных и экологических проблем СО РАН и Московского физико-технического института (МФТИ) предложила способ определения глубины промерзания почвы на основе спутниковой микроволновой радиометрии. Результаты опубликованы в русскоязычном журнале РАН «Исследование Земли из космоса».

Спутниковая микроволновая радиометрия — лучший метод дистанционного зондирования труднодоступных районов планеты. «Этот метод имеет множество преимуществ: сбор данных с больших площадей независимо от солнечного освещения и атмосферных условий, высокая частота наблюдений в высоких широтах, чувствительность к подповерхностным процессам и относительно низкая стоимость», — пояснил доцент кафедры космической физики МФТИ и старший научный сотрудник ИКИ РАН Василий Тихонов.

Исследователи протестировали надежность метода на Кулундинской равнине, сравнив спутниковые данные с фактическими параметрами почвы и климатическими показателями, измеренными на месте. Они учли, что идентичные наборы спутниковых данных могут соответствовать разной глубине промерзания из-за влияния влажности, засоленности и состава почвы, а также что разовые измерения ненадежны из-за отражения радиоволн на границе мерзлого и талого грунта.

Команда предложила метод, определяющий глубину промерзания с высокой точностью по данным спутника SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity). Для этого используются ежедневные ряды измерений теплового излучения и собственная модель эмиссии, учитывающая характеристики почвы. Период анализа начинается с даты замерзания (скачок теплового излучения) и заканчивается первым днем оттаивания (резкое падение излучения). Сравнение прогнозов модели с полевыми измерениями на четырех тестовых участках показало совпадение, достаточное для практического применения метода.