Учёные нашли новый способ следить за климатом с помощью спутников-«дождевиков» — и это может изменить наше понимание о том, как меняется планета. Оказывается, радары, которые обычно следят за осадками, могут фиксировать не только дождь, но и… лёд на реках и озёрах. Даже если водоём узкий — всего несколько сотен метров в ширину.
Зачем это нужно? Климат меняется, и одним из главных индикаторов всегда была площадь морского льда в Арктике и Антарктике. Но что происходит внутри континентов? Как ведут себя пресные водоёмы — реки и озёра, которые замерзают зимой и тают весной? Оказывается, продолжительность ледового периода на них — тоже важный климатический показатель. Но как его измерить, если традиционные спутниковые методы не видят мелкие объекты?
Здесь на помощь приходит двухчастотный радар DPR, установленный на международном спутнике GPM. Он «смотрит» на Землю под очень малыми углами — меньше 18 градусов. И при таком угле обзора водная поверхность отражает сигнал гораздо сильнее, чем лёд или суша. Поэтому даже небольшая река — например, Волга в районе Саратова — на радарных снимках выглядит как яркая полоса. А когда она покрывается льдом — эта полоса исчезает.
Учёные из Института прикладной физики РАН (Нижний Новгород) проанализировали данные за год и показали: по таким «вспышкам» и их исчезновению можно точно определить, когда река замерзает и когда вскрывается. А значит — вычислить длительность ледового периода. Это особенно важно для малонаселённых регионов, где нет метеостанций, но где изменения климата могут быть особенно заметны.
Кроме того, метод работает даже в облачную погоду — в отличие от оптических снимков, которые бесполезны в снегопад или туман. А ещё радар снимает на двух частотах (Ku- и Ka-диапазон), что позволяет дополнительно анализировать состояние снега, почвы и растительности.
Но есть нюансы: на результат влияют ветер, температура и даже минерализация льда. Например, при сильном ветре вода «светится» на радаре ярче, а значит, метод чувствителен к погоде. Но уже сейчас ясно: это прорывной подход. Данные такого радара накапливаются с 2014 года — а значит, можно заглянуть в прошлое и проанализировать, как менялся ледовый режим рек и озёр за последние 10 лет.
Это исследование — только первый шаг. В планах — научиться определять не только факт наличия льда, но и его толщину, сплочённость и даже прогнозировать весенние паводки. А значит — лучше понимать, что происходит с природой в сердце континентов, и вовремя реагировать на изменения, которые касаются каждого из нас.
Исследование опубликовано в журнале «Russian Journal of Earth Sciences».
Создано при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Десятилетия науки и технологий (ДНТ), объявленного Указом Президента Российской Федерации от 25 апреля 2022 г. № 231.
