). 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 для арктических морей в большинстве случаев находится в пределах –20 … –50 °C. Температура замерзания морской воды определяется из справочной литературы, как функция солености в районе наблюдения.

Для устранения эффекта атмосферного влияния на значения ИК-сигнала применяется стандартная процедура многоканальной коррекции с использованием радиационных температур в 4-м и 5-м каналах AVHRR при заданных для исследуемого региона постоянных коэффициентах. Наличие облачности в районе наблюдений полностью исключает возможность оценки толщины льда по ИК-измерениям. Поэтому автоматизированное определение толщины морского льда по спутниковым изображениям ИК-диапазона производится только для безоблачных районов. Границы облачных образований могут быть определены интерактивно или с использованием специальных статистических методов анализа двумерных полей.

В рамках модели оценки толщины морского льда по значению температуры его поверхности непосредственно определяется не истинная толщина льда и снега в данном пикселе, а преобразованная толщина H_>p, приведенная к толщине только льда, имеющего одинаковую теплопроводность со льдом, покрытым снегом:

H_>p = H+h х L/l,

где H и L – толщина и теплопроводность льда, h и l – толщина и теплопроводность снега.

Параметрическая модель оценки толщины морского льда, применяемая нами, имеет на входе безразмерный параметр Q, представляющий собой «коэффициент подобия» между топографией поля льда и соответствующим ему температурным полем снежно-ледяной поверхности. Параметр Q вычисляется для каждого пиксела ИК изображения:

Q = (T_>i– T_>w) / (T_>t– T_>w),

где T_>i —температура участка, на котором измеряется толщина льда, T_>t, T_>w – средние температуры тестовых участков «толстого» льда и чистой воды.

Тестовые участки «толстого» льда и чистой воды выбираются ледовым экспертом. Зависимость параметра Q от преобразованной толщины была определена экспериментально по ежедекадным измерениям толщин льда и снега на припае, проводимым береговыми полярными станциями.

Опыт показал, что определение параметра Q путем опознавания и измерения на тестовых участках чистой воды и старых льдов, как правило, не может быть выполнено корректно. При низких температурах воздуха на разводьях и разрывах сразу начинают образовываться ниласовые и молодые льды, а тестовые участки «толстого» льда в осенний и ранний зимний периоды даже в арктических морях могут отсутствовать. В разработанной нами усовершенствованной технологии в качестве тестовых участков «толстого льда» используется сеть постоянных реперных точек заснеженной суши. Истинная толщина льда, образование и нарастание которого происходило в бесснежные периоды, равняется преобразованной. Высоты снега на льдах той или иной преобразованной толщины определяются по данным береговых станций.