РЕГИСТРИРАНЕ ДВИЖЕНИЕТО НА ЛЕДНИК ПЕРУНИКА ЧРЕЗ РАДАРНИ ДИСТАНЦИОННИ МЕТОДИ
Инж. Мартин Берданков, гл. ас. д-р инж. Наталия Александрова, МГУ
SUMMARY
Satellites equipped with Synthetic Aperture Radar( SAR) provide a reliable method for mapping and monitoring snow and ice systems on a global scale. The report explores the potential application of satellite radar technologies for studying glacier movements, specifically focusing on monitoring the Perunika Glacier during two seasons of the year. The glacier is located on Livingston Island, part of the South Shetland Islands archipelago in Western Antarctica, between Greenwich and Snow Islands, where the Bulgarian research station " St. Kliment Ohridski " has been maintained since 1994. To achieve the set goal, the technology of Offset Tracking. Radar images from the European Space Agency’ s( ESA) Sentinel-1 satellite were used. Two pairs of images covering the area of interest- the Perunika Glacier- were utilized to achieve the specified objective.
Keywords: Radar, Remote sensing, Glacier, Livingston Island, SAR.
РЕЗЮМЕ
Спътниците, оборудвани с радар със синтезирана апертура( РСА), осигуряват надеждни методи за картографиране и мониторинг на снежните и ледени системи в глобален мащаб. В доклада се разглеждат възможностите за прилагане на спътниковите радарни технологии за изучаване на движенията на ледниците, като по-специално внимание е отделено на ледника Перуника за мониторинг през два годишни сезона. Ледникът се намира на остров Ливингстън и е част от архипелага Южни Шетландски острови, западна Антарктика, разположен между островите Гринуич и Сноу, като от 1994 г. на него се поддържа българската научноизследователска база „ Свети Климент Охридски“. За осъществяване на поставената цел е приложена технологията на офсетно проследяване – Offset Tracking. Използвани са радарни изображения, получени от спътника Sentinel-1 на Европейската космическа агенция( ESA). За постигане на определената по този начин цел бяха използвани две двойки изображения, обхващащи една област на интерес – ледник Перуника.
Ключови думи: радар, дистанционни методи, ледник, остров Ливингстън, РСА.
ВЪВЕДЕНИЕ
Топенето на ледниците и ледените шапки в световен мащаб е безпрецедентно и това е потвърдено с достатъчно доказателства и с висока степен на достоверност [ 18 ]. Промяната на климатичните модели, покачването на морското ниво, изчерпването на ресурсите на сладководните води поставят в опасност жизнените форми на Земята. Тези фактори подсказват, че има необходимост от обективна оценка на криосферата. Криосферата обхваща всички замръзнали области на планетата, където водата е под формата на лед или сняг. Спътниците, оборудвани с радар със синтезирана апертура, представляват съществен напредък в изследването на криосферата [ 9 ], [ 15 ]. Модерните технологии в тази област осигуряват надеждни методи за картографиране и мониторинг на снежните и ледени системи в глобален мащаб. Сред множеството им приложения са прецизното топографско моделиране, както и извършване на оценка и анализ на деформации на земната повърхност [ 7 ]. Големият брой проучвания, които са извършени с помощта на тези подходи, повишават значително общото разбиране за поведението и реакцията на ледниците. Свободният достъп и наличие на продукти от различни мисии на радари със синтезирана апертура, като напр. ERS-1 / 2, ALOS-1 / 2, RADARSAT-1 / 2, TanDEM-X, ENVISAT, RISAT и др., оказват значително влияние върху развитието на този вид проучвания. Предоставените данни от Европейската космическа агенция осигуряват големи възможности за редовно наблюдение на ледници и навременна оценка на ледниковите изменения.
През 2014 г. група учени от САЩ, Германия, Швейцария и Испания публикуват изследване и карта на движението на ледниците на остров Ливингстън. Наблюденията са проведени в периода между 2007 и 2011 г., като са използвани данни от мисиите PALSAR-1, TerraSAR-X и TanDEM-X. Проучването е установило, че ледникът Хурон се движи със скорост до 250 m годишно, а хоризонталното преместване на ледник Перуника е около 40 m годишно [ 14 ].
Карти на движението на няколко ледника, разположени на остров Ливингстън, включително и ледник Перуника, са направени през 2022 г. от учени от Института по геофизика, геодезия и география на Българска академия по науките. Получените резултати, отчетени от представените карти, показват движение на ледник Перуника между 20 и 50 cm на ден в периода на наблюдение. Изследванията са извършени за периода 04.11.2021 – 10.12.2021 г. [ 5 ]. Друго изследване за проследяване на промени на скоростта на леда на ледниците на остров Ливингстън е извършено за периода от декември 2021 г. до края на март 2022 г. и декември 2022 г. до края на март 2023 г. Създадена е времева поредица от SAR изображение от два типа орбити, като данните са представени таблично с минимална и максимална скорост регистрирана за период от 12 дни и са създадени карти на скоростта на ледниците [ 1 ].
ОБЕКТ НА ИЗСЛЕДВАНЕ Описание на изследвания обект – ледник Перуника
Архипелагът Южни Шетланди, представен на фиг. 1, е разположен в Южния океан от 60 ° 59 ' до 63 ° 22 ' ю. ш. и от 53 ° 58 ' до 62 ° 49 ' з. д., между Антарктическия полуостров и Южна Америка, от които го отделят съответно протоците Брансфийлд и Дрейк. Островите са отдалечени на около 450 km на югоизток от точката в проток Дрейк, където се срещат водите на Южния, Тихия и Атлантическия океан. Границата между последните два минава по меридиана на н. Хорн, като по-рано, преди Международната хидрографска организация да признае съществуването на
ГКЗ 3-4’ 2025 13