Россия
Россия
Статья является продолжением предыдущих исследований по изучению связи приземной концентрации метана с метеопараметрами и данными об уровне серого тона в 12 спектральных каналах Sentinel-2 MSI в районе станции Тикси. Проведен аналогичный анализ по выборке суточных наблюдений и материалов космической съемки в летние месяцы с 2016 по 2022 год. Показано, что регрессионные модели, разработанные по выборке за зимний период в предыдущем исследовании, не применимы к прогнозу приземной концентрации метана в летние месяцы: коэффициент детерминации всех моделей составил менее 0,5; при использовании нелинейной модели были получены отрицательные значения приземной концентрации метана. Методом регрессионного анализа выявлены соотношения каналов Sentinel-2 MSI, или индексы, учет которых вместе с параметром скорости ветра в единой статистической модели приводит к наибольшему увеличению коэффициента детерминации модели для оценки приземной концентрации метана в летний период по материалам космической съемки и данным метеопараметров. Разработаны две регрессионные модели оценки приземной концентрации метана, учитывающие соотношения 2, 4, 7, 8, 9, 10 и 11-го каналов Sentinel-2 MSI и данные о скорости ветра. В результате сопоставления спектральных характеристик указанных каналов MSI с линиями поглощения газовых составляющих атмосферы обнаружено, что модели, разработанные для летнего периода, описывают те же явления, что учитываются в моделях для зимнего периода: изменение концентрации метана в атмосфере и сток метана из-за его реакции с гидроксил-радикалом OH.
метан, спутники, Sentinel-2, парниковые газы, мониторинг, системы наблюдений, Тикси, летний сезон в Арктике
1. Зеленова М.С., Гинзбург В.А., Максимова О.В. и др. Обзор действующих и планируемых систем спутникового мониторинга парниковых газов и возможности их применения для решения прикладных климатических задач // Экологический мониторинг и моделирование экосистем. 2022. Т. 33, № 1-2. С. 108–130. DOIhttps://doi.org/10.21513/0207-2564-2022-1-2-108-130.
2. Успенский А.Б. Измерения распределения содержания парниковых газов в атмосфере со спутников // Фундаментальная и прикладная климатология. 2022. Т. 8, № 1. С. 122–144. DOIhttps://doi.org/10.21513/2410-8758-2022-1-122-144.
3. Jiang Y., Zhang L., Zhang X., et al. Methane Retrieval Algorithms Based on Satellite: A Review // Atmosphere. 2024. Vol. 15. No. 4. P. 449. DOIhttps://doi.org/10.3390/atmos15040449.
4. Jacob D.J., Varon D.J., Cusworth D.H., et al. Quantifying methane emissions from the global scale down to point sources using satellite observations of atmospheric methane // Atmospheric Chemistry and Physics. 2022. Vol. 22. No. 14. P. 9617–9646. DOIhttps://doi.org/10.5194/acp-22-9617-2022.
5. Koshelev D. First ground based FTIR-TCCON measurements of CO2 in a European megacity: comparison with a rural site and validation of satellite measurements: dissertation. Paris, 2018. 129 p.
6. Никитенко А.А., Тимофеев Ю.М., Березин И.А. и др. Анализ содержания CO2 вблизи российских городов по спутниковым измерениям OCO-2 // Оптика атмосферы и океана. 2020. Т. 33, № 7. С. 538–543. DOIhttps://doi.org/10.15372/AOO20200706.
7. Schultz M., Akimoto H., Bottenheim J., et al. The Global Atmosphere Watch reactive gases measurement network // Elementa: Science of the Anthropocene. 2015. Vol. 3. P. 000067. DOIhttps://doi.org/10.12952/journal.elementa.000067.
8. Lorente A., Borsdorff T., Martinez-Velarte M.C., et al. Evaluation of the methane full-physics retrieval applied to TROPOMI ocean sun glint measurements // Atmospheric Measurement Techniques. 2022. Vol. 15. No. 22. P. 6585–6603. DOIhttps://doi.org/10.5194/amt-15-6585-2022.
9. Cooper J., Dubey L., Hawkes A. Methane detection and quantification in the upstream oil and gas sector: the role of satellites in emissions detection, reconciling and reporting // Environmental Science: Atmospheres. 2022. Vol. 2. P. 9–23. DOIhttps://doi.org/10.1039/D1EA00046B.
10. Попов Н.В., Малинников В.А. Разработка статистических моделей оценки концентрации метана в приземном слое атмосферы по материалам космической съемки в зимний период // Вестник СГУГиТ. 2025. Т. 30, № 3. С. 77–85. DOIhttps://doi.org/10.33764/2411-1759-2025-30-3-77-85.
11. Кочеткова Е.Д. Наблюдения за концентрацией парниковых газов в ГМО Тикси // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Гидрометеорология и физика атмосферы: современные достижения и тенденции развития», Санкт-Петербург, 21–23 марта 2023 г. СПб.: Издательско-полиграфическая ассоциация высших учебных заведений, 2023. С. 506–510.
12. Родионова Н.В. Корреляция наземных и спутниковых измерений концентрации метана в приземном слое атмосферы в районе Тикси // Исследование Земли из космоса. 2022. № 4. С. 3–11. DOIhttps://doi.org/10.31857/S0205961422040054.
13. Gordon I.E., Rothman L.S., Hargreaves R.J., et al. The HITRAN2020 molecular spectroscopic database // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 2022. Vol. 277. P. 107949. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.jqsrt.2021.107949.
