Оценка точности спутниковых продуктов температуры поверхности океана и концентрации хлорофилла А на основе полевых измерений

DOI: 10.35595/2414-9179-2025-2-31-135-142

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторах

П.Г. Илюшина

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова,
Ленинские горы, д. 1, Москва, Россия, 119991,
E-mail: ilyushinapg@my.msu.ru

К.П. Ярков

Центр морских исследований МГУ имени М.В. Ломоносова,
Раменский бульвар, д. 1, Москва, Россия, 119607,
E-mail: k.yarkov@marine-rc.ru

В.О. Калениченко

Центр компетенций «Технологии снижения антропогенного воздействия». Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова,
Ленинские горы, д. 1с3, Москва, Россия, 119991,
E-mail: v.kalenichenko@marine-rc.ru

С.В. Дорошенко

ООО «Морской центр»,
Раменский бульвар, д. 1, Москва, Россия, 119607,
E-mail: s.doroshenko@mor-center.ru

Аннотация

Настоящее исследование направлено на оценку точности глобальных спутниковых продуктов, используемых для определения температуры поверхности океана и концентрации хлорофилла а в поверхностном слое воды, с акцентом на акватории арктических и дальневосточных морей России. В работе проанализированы данные съемочных систем MODIS, VIIRS и интегральных продуктов Copernicus Marine Portal, сопоставленные с результатами натурных измерений, проведенных в 2018–2022 гг. в Карском, Охотском и Печорском морях. Для автоматизации сравнения разработан специализированный модуль в QGIS, обеспечивающий извлечение спутниковых данных в точках отбора проб с последующим расчетом средней квадратической ошибки, коэффициента детерминации (R2) и характера расхождений. Результаты выявили систематическое завышение спутниковых оценок концентрации хлорофилла а: 68–93 % измерений превышали наземные данные, особенно в прибрежных зонах, где оказывает влияние взвешенное органическое вещество. Наименьшая СКО (1,63 мг/м3) отмечена для MODIS/Terra, однако значимой корреляции между спутниковыми и полевыми данными не обнаружено. Для температуры поверхности моря характерно занижение значений (СКО = 2,8°C), за исключением продукта Copernicus OSTIA, демонстрирующего высокую согласованность (R2 = 0,81, СКО = 1,7°C). Интегральные продукты Copernicus, объединяющие данные нескольких спутниковых платформ, показали неодинаковые результаты: наблюдается довольно высокая ошибка для концентрации хлорофилла а (6,03 мг/м3) и наилучшая точность для температуры среди всех анализируемых параметров. С точки зрения географического распределения максимальные ошибки наблюдаются на мелководных участках морей, что, вероятно, связано с наличием взвешенного органического вещества в воде.

Ключ. слова

хлорофилл а, температура поверхности моря, дистанционное зондирование

Список литературы

  1. Вазюля С.В., Юшманова А.В. Валидация алгоритмов оценки концентрации хлорофилла а по спутниковым данным в Геленджикском районе Черного моря. Материалы конференции «Современные проблемы оптики естественных вод», 2019. С. 186–191.
  2. Гоголев Д.Г., Буканова Т.В., Александров С.В. Региональная коррекция алгоритмов расчета концентрации хлорофилла а по данным спутниковых радиометров VIIRS и OLCI в юго-восточной части Балтийского моря. Известия КГТУ, 2020. № 59. С. 13–23.
  3. Салюк П.А., Степочкин И.Е., Букин О.А., Соколова Е.Б., Майор А.Ю., Шамбарова Ю.В., Горбушкин А.Р. Определение концентрации хлорофилла а спутниковыми радиометрами MODIS-AQUA и VIIRS в Восточной Арктике и Беринговом море. Исследование Земли из космоса, 2016. № 1-2. С. 1–12. DOI: 10.7868/S0205961416010115.
  4. Barton I.J. Comparison of In Situ and Satellite-Derived Sea Surface Temperatures in the Gulf of Carpentaria. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 2007. V. 24. Iss. 10. P. 1773–1784. DOI: 10.1175/JTECH2084.1.
  5. Feng C., Yin W., He S., He M., Li X. Evaluation of SST Data Products from Multi-Source Satellite Infrared Sensors in the Bohai-Yellow-East China Sea. Remote Sensing, 2023. V. 15. Iss. 10. P. 2493–2513. DOI: 10.3390/rs15102493.
  6. Good S., Fiedler E., Mao C., Martin M.J., Maycock A., Reid R., Roberts-Jones J., Searle T., Waters J., While J., Worsfold M. The Current Configuration of the OSTIA System for Operational Production of Foundation Sea Surface Temperature and Ice Concentration Analyses. Remote Sensing, 2020. V. 12. P. 720. DOI: 10.3390/rs12040720.
  7. Stramska M., Konik M., Aniskiewicz P., Jakacki J., Darecki M. Comparisons of Satellite and Modeled Surface Temperature and Chlorophyll Concentrations in the Baltic Sea with In Situ Data. Remote Sensing, 2021. V. 13. P. 3049. DOI: 10.3390/rs13153049.

Для цитирования: Илюшина П.Г., Ярков К.П., Калениченко В.О., Дорошенко С.В. Оценка точности спутниковых продуктов температуры поверхности океана и концентрации хлорофилла А на основе полевых измерений. ИнтерКарто. ИнтерГИС. M.: Географический факультет МГУ, 2025. Т. 31. Ч. 2. С. 135–142. DOI: 10.35595/2414-9179-2025-2-31-135-142

For citation: Ilyushina P.G., Yarkov K.P., Kalenichenko V.O., Doroshenko S.V. Accuracy assessment of satellite-derived sea surface temperature and chlorophyll-A concentration products based on field measurements. InterCarto. InterGIS. Moscow: MSU, Faculty of Geography, 2025. V. 31. Part 2. P. 135–142. DOI: 10.35595/2414-9179-2025-2-31-135-142 (in Russian)