Первые снимки, сделанные спутником ESA Biomass: лес и не только

Космический аппарат ESA Biomass — первый спутник, оснащенный радаром P-диапазона с длиной волны около 70 см. Такие длинные (для микроволнового диапазона) волны могут проникать сквозь лесной полог, что позволяет оценивать надземную биомассу и запасы углерода леса.

Спутник запущен два месяца назад и сейчас проходит этап настройки. Первые снимки, сделанные Biomass, были показаны на симпозиуме ESA Living Planet в Вене.

1️⃣ Снимок сделан над Боливией. Эта страна, занимает одно из лидирующих мест в мире по вырубке первичных лесов. Основным фактором является расчистка лесов для расширения сельского хозяйства. Перед нами композитное изображение, составленное из разных поляризационных каналов радара. Каждый цвет отражает уникальные характеристики ландшафта: зелёные оттенки представляют тропический лес, красные — лесистые поймы и заболоченные территории, сине-фиолетовые указывают на луга, а чёрные области — это реки и озёра. Хорошо видны меандры реки Бени (Beni) — одной из рек бассейна Амазонки, которая течёт от Анд через низменности Боливии на северо-восток к Бразилии.

2️⃣ Второе изображение демонстрирует тот же участок Боливии, но снимок Biomass (внизу) сравнивается со снимком, сделанным спутником Sentinel-2 (вверху). Оптический снимок Sentinel-2 захватывает только верхушки крон и не проникает под полог леса.

3️⃣ Это самый первый снимок, полученный Biomass. На нем представлен тропический лес Амазонки в северной части Бразилии. В южной части сцены розовые и красные оттенки указывают на заболоченные территории, демонстрируя способность Biomass проникать через густую растительность. Преобладание красных тонов вдоль реки указывает на лесистые поймы, а насыщенный зелёный цвет в северной части свидетельствует о пересечённой местности и плотном лесном покрове.

4️⃣ Влажный тропический лес Индонезии на острове Хальмахера (Halmahera), расположенный в гористой местности, частично вулканического происхождения. Несколько вулканов в этом районе остаются активными, включая гору Гамконора (Gamkonora), видимую на снимке недалеко от северного побережья.

5️⃣ На снимке хорошо видна река Ивиндо (Габон, Африка), жизненно важная для здоровья тропического леса. Кроме реки и её притоков, снимок преимущественно окрашен в оттенки зелёного, что указывает на плотный лесной покров. Чёткая видимость особенностей рельефа демонстрирует способность радара проникать сквозь лесные кроны к подстилающей поверхности.

Данные Biomass открывают новые возможности не только для изучения лесов. Ожидается, что сигнал радара сможет проникать через сухой песок на глубину до пяти метров. Эти данные можно использовать для картографирования и изучения подповерхностных геологических структур в пустынях, таких как остатки древних русел рек и озёр. Это поможет понять климат в прошлом и обнаружить подземные водные ресурсы в пустынных регионах.

6️⃣ На снимке показана часть нагорья Тибести, расположенного в центральной Сахаре, преимущественно в северной части Чада.

7️⃣ Трансантарктические горы с одним из крупных ледяных потоков — ледником Нимрод, впадающим в шельфовый ледник Росса. Длинная волна радара Biomass позволяет глубже проникать в лёд, предоставляя ценную информацию о скорости движения льда и его внутренней структуре.

Источник

#SAR #снимки #лес #лед

Использование данных двухчастотного дождевого радара для мониторинга ледяного покрова внутренних водоемов

Продолжительность ледяного покрова на внутренних водоемах может использоваться для оценки процессов изменения климата внутри континентов. Однако небольшие размеры внутренних водоемов не позволяют применять традиционные методы, хорошо зарекомендовавшие себя в морских условиях.

В исследовании ученых из Нижнего Новгорода для обнаружения формирования и разрушения льда внутренних водоемов использованы данные двухчастотного осадочного радара DPR (Dual-frequency Precipitation Radar), размещенного на борту спутника GPM. Этот радар работает в Ku- и Ka-диапазонах, выполняя измерения при малых углах падения (+/- 18 градусов) с разрешением около 5 км. Оказалось, что благодаря особенностям обратного рассеяния при малых углах падения, внутренние водоемы с размерами меньше разрешения радара (5 км) становятся “видимыми” на радарных снимках.

При малых углах падения сечение обратного рассеяния суши существенно меньше, чем сечение обратного рассеяния водной поверхности. Так, на радарном снимке 1️⃣ от 19.12.2021 свободная ото льда река Волга выделяется большим значением сечения обратного рассеяния по сравнению с сушей (Ku-диапазон слева, Ka-диапазон справа). Это приводит к появлению “пика” при пересечении реки, который видно в разрезе радарного снимка 2️⃣ (угол падения –4 градуса, Ku-диапазон показан черным, Ka-диапазон — синим).

В зимних условиях (наличие снежного покрова, отрицательная температура воздуха) сечение обратного рассеяния суши и реки, покрытой льдом, меняются. На радарном снимке 3️⃣ от 07.01.2022 отраженный сигнал стал сильнее для суши и слабее для реки, покрытой льдом. В результате определить на снимке положение реки уже нельзя. Исчезает и “пик” в разрезе радарного снимка 4️⃣.

Важными преимуществами данных DPR являются высокая периодичность съемки (2–3 часа) и наличие архива измерений с 2014 года, что позволяет анализировать массив информации, накопленный за более чем 10 лет.

📖 Karaev, V., Sorokin, E., Panfilova, M., Titchenko, Y., Meshkov, E., & Kovaldov, D. (2025). On the Problem of Radar Monitoring of Ice Cover Formation and Destruction on Inland Waters: First Assessments. Russian Journal of Earth Sciences, 1–19. https://doi.org/10.2205/2025es001020

#лед #вода #SAR