Как учёные исследуют океан при помощи спутников, какие характеристики океана и явления, происходящие на его поверхности, можно наблюдать из космоса, с помощью каких современных приборов, установленные на спутниках, это производится, узнали слушатели в Калининграде 17 ноября в рамках проекта ИЦАЭ OPEN сети Информационных центров по атомной энергии.

Перед посетителями ИЦАЭ Калининграда выступила Буканова Татьяна — кандидат географических наук, научный сотрудник лаборатории физики моря АО ИО РАН.

Татьяна рассказала, что исследование океанов стало побочной функцией запуска спутников. Эра началась с первого спутника в 1957 году, на них было дополнительное оборудование. Так самая первая аппаратура фиксировала температуру и делала примитивную фотосъёмку. В 1978 с американского спутника стали фиксировать температуру поверхности воды. Всего запущено более 9000 спутников с Земли, на 1 мая 2022 года было 5500 искусственных спутников Земли, из них 171 российский работающий спутник. На исследовательские научные навигационные спутники приходится 5-7 %. Вся лекция Татьяны сопровождалась реальными красочными снимками океана со спутников.

У каждого спутника всегда есть дублёр, через 30 мин – 1 ч они снимают то же самое. Это помогает учёным оценивать произошедшие изменения.

У Земли есть три орбиты. В космонавтике границей атмосферы принято считать отметку в 122 км над Землей по так называемой линии Кармана – с неё начинается космос.

Спутники располагаются вместе с космическим мусором. «Удивительно, как они не сталкиваются» — заметила Татьяна.

Существуют окна прозрачности атмосферы, их 3. Первый в видимом спектре. Затем тепловое инфракрасное излучение. Для микроволновых радаров атмосфера Земли абсолютно прозрачна.

Спутниковая радиолокация. Вихревые структуры. Проявление мелкомасштабных вихрей в юго-восточной части Каспийского моря. Источник: Envisat. 19.10.2010 г.

Температура поверхности воды – самая востребованная в океанологии характеристика. Зачем нам заниматься изучением температуры? Границы температуры впервые позволили увидеть границы течений, положение и движение вихрей, рингов (ринг продолжает вращаться, циркулировать, отделяется от течения, и может самостоятельно путешествовать до 1,5 месяца). По температуре можно определять скорость и время жизни течений по определённым формулам.

Инфракрасное тепловое излучение поверхности океана дает информацию о температуре поверхности воды (Разрешение 9 км). Источник: https://oceancolor.gsfc.nasa.gov/l3

Также холодная вода приносит много биогенных элементов, в поле концентрации хлорофилла А прибиваются рыба и птицы. Оценивая эти параметры, учёные могут указывать районы повышенной биопродуктивности, и там можно ловить много рыбы. Например, киты двигаются вдоль фронтов в воде Атлантики, где сходятся тёплые и холодные массы. Можно найти важные промысловые районы – апвеллинги: это подъём глубинных (зачастую холодных) вод к поверхности.

Температура поверхности океана в микроволновом диапазоне (всепогодные данные AMSR-E). 09-11 февраля 2022 г.

Лёд со спутников изучается очень активно! Особенно в полярных районах. Например, эти данные МЧС может использовать для спасения людей.

Морской лед (скопления и кромка льда). О. Рюген. 24.02.2011 г.

Также со спутников из космоса видны нефтяные загрязнения и поверхностно-активные вещества, эти вещества рассредоточиваются в воде, нефть эмульгирует, диспергирует. Когда происходит загрязнение воды, вылетает вертолёт, чтобы определить, пятно это или нет. Существует система АИС, исследователи знают траекторию каждого судна, как оно называется. Можно увидеть, какое судно в какой момент прошло мимо и могло это сделать. Компаниям-владельцам судов выписываются большие штрафы.

Спутниковая радиолокация. Нефтяные загрязнения и поверхностно-активные вещества. Источник Envisat. 27.06.2008 г.

Европейское космическое агентство предоставляет все эти данные ежедневно и бесплатно.

Балтийское море, 14 июля 2021 г.

Со спутников видна концентрация хлорофилла А в Балтийской море и заливе. Специально разработанная формула пересчитывает цвет и яркость на концентрацию.

Интенсивное цветение цианобактерий в Балтийском море. 7 августа 2015. Разрешение 10 м. Источник: http://www.esa.int/spaceinimages/Images/2015/09/Eye_of_an_algal_storm