Спутниковые сигналы покажут характер льда заповедных озёр

C 9 по 10 января 2025 года группа научных сотрудников лаборатории космических систем и технологий Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН» (ФИЦ КНЦ СО РАН) провели исследование ледового покрова на озерах Иткуль и Шира.

Исследования льда на озерах проводились с использованием сигналов от спутников глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС), таких как GPS, ГЛОНАСС, Galileo, Beidou. Использование сигналов ГНСС – перспективное направление в области дистанционного зондирования Земли, оно открывает новые возможности для мониторинга окружающей среды, изучения климата, прогнозирования природных катастроф и многих других задач.

Непосредственным содержанием научных работ был анализ возможностей применения спутниковой рефлектометрии – инновационной технологии, в основе которой анализ сигналов ГНСС, отраженных от земной (водной) поверхности.

Суть метода состоит в анализе свойств интерференционного поля, которое образуется в результате сложения электромагнитных волн, поступающих от спутника, и волн, отраженных от многослойной структуры объекта (например, снега, льда, воды, воздуха, лесного покрова или почвы). Сигнал ГНСС, зарегистрированный приемником и прошедший через ледовую поверхность с последующим отражением, подвергается искажениям из-за рассеяния и поглощения. Характер этих искажений, определяемый электрофизическими свойствами среды, несет информацию о параметрах исследуемого объекта. Этот метод дает возможность определять такие характеристики, как толщина ледового покрова, его прочность, влажность, соленость и температура.

Исследования проводились на участке «Озеро Итуль» и «Озеро Шира» заповедника «Хакасский». Выбор этих объектов для экспериментов обусловлен их относительно близким расположением друг к другу, схожими климатическими условиями, а также различием в типе водоемов – одно озеро пресное, а другое соленое.

Для обработки и анализа данных используются специализированные алгоритмы и программы, которые учитывают различные факторы. В лаборатории космических систем и технологий ФИЦ КНЦ СО РАН разработан специализированный веб-сервис для систематизации и оперативной обработки данных экспериментальных наблюдений.

Применение метода ГНСС-рефлектометрии имеет широкий спектр практических применений, включая мониторинг климатических изменений, прогнозирование ледовой обстановки, оценку безопасности ледовых переправ и изучение экосистем озер.