Satellite traceology: experience of using in the interests of mammalogy for protection of ice-associated marine mammals

Advanced technology of satellite traceology is presented on the base of using the synthetic aperture radar (SAR) with high space and deep resolution installed for the first time onboard Soviet space station Almaz and now functioning successfully onboard the satellites Envisat and RADARSAT. The SAR traceology is the central issue of the satellite eco-criminology and concerns to theory of the traces formation, variability, and preservation in undamaged state. Ships coordinates, their traces and complexity of ice routing are fixed by the method of satellite charting, and their possible influence on ice-associated marine mammals is assessed. Numerous examples of SAR satellite control on navigation in stormy weather and ships’ presence in ice with different compactness, origin and age are overviewed, as well as impact of travel facilities on ice-associated animals welfare. Some incidents potentially dangerous for marine mammals are considered for the Gulf of Finland (Baltic Sea). Parameters of the ice cover, as openings, large fractures, and polynyas made by icebreakers in this area were determined on the base of the satellite SAR data, comprehensive digital ice maps with scheme of real ships’ routes in the ice were prepared, and the routes correspondence with ESIMO demands was assessed. The satellite SAR survey in the Kandalaksha Bay (White Sea) allowed to fix that winter navigation in the White Sea provoked formation of fractures and polynyas and reduced the sea ice area suitable for reproduction of greenland seals. For validation of this situation, airborne control was organized aboard the aircraft L-410 «Nord» that provided panoramic and IR images of ship channel through the rookeries of the seals in time of their reproduction. Besides, the aircraft made observations of pacific walruses behavior in the Bering Sea which were superposed with the satellite SAR and passive microwave survey in frame of the project «Pacific Walrus». Traceological control of the sea ice in the Anadyr Bay (Bering Sea) allowed to determine the size of openings in the ice and to assess the influence of tide and wind on welfare of ice-associated marine mammals. Some cases of infringement the regulation of navigation were revealed by means of the satellite SAR traceology.

aerospace remote sensing, satellite eco-cryminology, dangerous ice phenomenon, conflict between ice navigation and habitat of ice-associated marine mammals, SAR traceological interpretation

1. Аверьянова Т.В., Белкин Р.С., Корухов Ю.Г., Россинская Е.Р. Криминалистика : учеб. для вузов. - М. : НОРМА, 2000. - 990 с.

2. Виноградов А.П., Калесник С.В., Папанин И.Д., Федоров Е.К. Алексей Федорович Трёшников // Метеорол. и гидрол. - 1974. - № 5. - С. 116-117.

3. Ионов В.В. А.Ф. Трёшников // Океанология в Санкт-Петербургском университете. - СПб : СПбГУ, 1997. - С. 39-43.

4. Кондратьев К.Я., Мелентьев В.В., Бобылев Л.П. и др. Опыт практического использования ERS-1 SAR изображений для целей мониторинга и совершенствования гидрометеорологического обеспечения ледового плавания по трассе Северного морского пути // Исследование Земли из космоса. - 1995. - № 1. - С. 74-88.

5. Кондратьев К.Я., Мелентьев В.В., Назаркин В.А. Космическая дистанционная индикация акваторий и водосборов : монография. - СПб. : Гидрометеоиздат, 1992. - 248 с.

6. Кондратьев К.Я., Рабинович Ю.И., Мелентьев В.В. Итоги эксперимента «Беринг» // Советско-американский эксперимент «Беринг» : тр. заключит. симпоз. по итогам сов.-амер. экспедиции. - Л. : Гидрометеоиздат, 1975. - С. 7-14.

7. Мамаева М.А. Концепция эколого-дружественного порта Усть-Луга // Морские берега - эволюция, экология, экономика : мат-лы 24-й междунар. береговой конф., посвящ. 60-летию основания Рабочей группы «Морские берега». - Краснодар : Юг, 2012. - Т. 2. - С. 206-208.

8. Международное морское право : учеб. пособие / под ред. С.А. Гуреева. - М. : Юрид. лит-ра, 2003. - 216 с.

9. Мелентьев В.В. Термобар как управляющий фактор «экологии поведения» ледовых форм тюленей, обитающих в пресных и солоноватых водоемах (кольчатая нерпа Phoca hispida в качестве примера) // Морские млекопитающие Голарктики : сб. науч. тр. по мат-лам 6-й междунар. конф. - М. : КМК, 2010. - С. 385-390.

10. Мелентьев В.В., Мелентьев К.В., Захарова Т.А. и др. Спутниковая трасология: опыт всепогодного РСА обнаружения морских судов и их следов как индикаторов соблюдения норм международного морского и экологического права // Регион. экология. - 2013а. - № 1-2(34). - С. 68-85.

11. Мелентьев В.В., Мелентьев К.В., Черноок В.И., Петтерссен Л.Х. Методы и средства спутниковой экологической криминалистики и их использование для контроля добычи и транспортировки нефти // Регион. экология. - 2013б. - № 1-2(34). - С. 86-104.

12. Мелентьев В.В., Мельниченко И.Г. Ландшафтно-экологическая СВЧ-диагностика процессов взаимодействия системы водоем-водосбор // Вод. ресурсы. - 1995. - Т. 22, № 1. - С. 110-114.

13. Мелентьев В.В., Черноок В.И., Мелентьев К.В. и др. Морские млекопитающие Финского залива и Ладожского озера в условиях антропогенного пресса и климатических изменений: опыт использования спутниковой РСА съемки и ГИС для совершенствования реабилитационных технологий // Геосистемы: факторы развития, рациональное природопользование, методы управления : сб. науч. статей по мат-лам 2-й междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 15-летию со дня основания филиала РГГМУ в г. Туапсе. - Краснодар : Издательский Дом - Юг, 2011. - С. 310-313.

14. Сазонов К.Е. Ледовая управляемость судов : монография. - СПб. : ЦНИИ, 2006. - 252 с.

15. Смирнова А.С., Мелентьев В.В. Методология тематического дешифрирования и оценки ложных целей при использовании спутниковой СВЧ информации в интересах геоэкологии // Тр. 62-й междунар. студенч. науч. конф. ГУАП. Ч. 1 : Технические науки. - М. : ГУАП, 2009. - С. 54-56.

16. Старцев А.А. Технология гибких информационно-моделирующих систем в задачах смягчения негативных последствий природных и антропогенных чрезвычайных ситуаций // Регион. экология. - 2013. - № 1-2(34). - С. 105-114.

17. Черноок В.И., Васильев А.Н., Мелентьев В.В., Глазов Д.М. Опыт использования самолета-лаборатории Л-410 для инструментальных авиаучетов морских млекопитающих // Морские млекопитающие Голарктики : сб. науч. тр. по мат-лам 5-й междунар. конф. - М. : КМК, 2008. - С. 132-137.

18. Шарлай Г.Н. Управление морским судном : учеб. пособие. - Владивосток : МГУ, 2010. - 509 с.

19. Шилин М.Б., Петрова М.М. Наука, бизнес и власть в решении вопросов устойчивого развития береговой зоны Лужской губы // Гидротехника. - 2013. - № 2(31). - С. 99-102.

20. Lydersen C., Chernook V.I., Glazov D.M. et al. Aerial survey of Atlantic walruses (Odobenus rosmarus rosmarus) in the Pechora Sea // Polar Biol. - 2012. - Vol. 35, Iss. 10. - P. 1555-1562.

21. Melentyev V.V. Satellite passive microwave radiometry from beginning to the contemporary investigations // Proc. of the 9th Intern. Conf. on Antenna Theory and Techniques. - 2013. - P. 68-73.

22. Melentyev V.V., Chernook V.I. Experience of application of satellite SAR for ice monitoring and prevention of mass destruction of seals resulted in ship traffic // Proc. of the Symp. on Biology and Management of Seals in the Baltic area. - Helsinki, 2005. - P. 31.

23. Speckman S.G., Chernook V.I., Burn D.M. et al. Results and evaluation of a survey to estimate Pacific walrus population size // Mar. Mammal Sci. -2011. - Vol. 27, Iss. 3. - P. 514-553.