Архивные спутниковые снимки береговой линии можно использовать для оценки приливов на отдельных участках побережья с пространственным шагом около 100 метров. Новая методика представлена в исследовании журнала Communications Earth & Environment.
Обычный оптический спутник не измеряет высоту моря непосредственно. Вместо этого исследователи определяют положение кромки воды на снимке и учитывают уклон пляжа. Когда уровень моря повышается, вода продвигается вверх по наклонной поверхности; при отливе линия берега отступает.
Зная расстояние этого перемещения и угол наклона, можно восстановить изменение уровня воды. Повторяющийся во времени сигнал затем разделяют на приливные составляющие — колебания, связанные с движением Луны и Солнца.
Авторы использовали материалы программы Landsat, непрерывный архив которой ведётся с середины 1980-х годов. Наблюдения охватили песчаные побережья стран Тихоокеанского региона.
Спутники Landsat возвращаются к одному участку примерно раз в 16 дней. Это намного реже суточных и полусуточных приливных циклов, однако длинный ряд наблюдений позволяет статистически восстановить основные повторяющиеся колебания. Крупнейшую полусуточную составляющую M₂ метод смог выделить примерно по 191 дню наблюдений.
Результаты сравнили с данными береговых уровнемерных постов и современными глобальными приливными моделями. Для двух вариантов обработки средняя ошибка амплитуды относительно станций составила 5,77 и 7,74 сантиметра. Медианная среднеквадратичная ошибка достигала соответственно 7,14 и 8,60 сантиметра.
Таким образом, спутниковый подход пока уступает точным стационарным постам. Его преимущество заключается в пространственном покрытии: одна станция характеризует конкретную точку, тогда как снимки позволяют проследить изменения вдоль всего доступного участка берега.
В бухте Саут-Таранаки в Новой Зеландии расчёты выявили различия приливной высоты почти на один метр вдоль побережья протяжённостью около 90 километров, сообщает Университет Оксфорда. Это показывает, что прогноз с удалённой станции не всегда точно описывает условия в соседнем заливе или на отдельном пляже.
Подробные сведения о приливах нужны не только для судоходства. Они используются при расчёте сложных наводнений, когда высокий прилив совпадает со штормовым нагоном и речным паводком, а также при моделировании переноса загрязнений, береговых наносов и проникновения солёной воды в устья рек.
Метод особенно перспективен для регионов с редкой сетью наблюдений. Авторы отдельно называют побережья Африки и Арктики, где расстояние между наземными станциями может быть очень большим.
Однако распространить готовые тихоокеанские результаты на все побережье нельзя. Алгоритм потребуется отдельно проверять для местных типов пляжей, ледового режима, облачности, снежного покрова и сезонных изменений береговой линии. Главным источником неопределённости остаётся уклон пляжа. Он меняется под действием волн, штормов, эрозии и накопления песка. Движение кромки воды также может быть вызвано не приливом, а волнением, речным стоком или изменением самой формы берега.
Поэтому авторы пока не считают метод готовым для надёжной оценки многолетних изменений приливов. В пробных расчётах часть обнаруженных трендов оказалась значительно больше значений, полученных по станциям и спутниковой альтиметрии, что указывает на влияние изменений берегового рельефа.
На нынешнем этапе технология подходит прежде всего для картирования пространственных различий и проверки моделей. Она не заменяет наземные измерения, но может показать, где существующей сети постов недостаточно и необходимо организовать дополнительные наблюдения.
