Comparison of sea ice signatures in OKEAN and RADARSAT radar images for the northeastern Barents Sea

Abstract

Sea ice signatures in near-simultaneous OKEAN real aperture radar (RAR) and RADARSAT synthetic aperture radar (ScanSAR) images have been analyzed and compared for the northeastern part of the Barents Sea in April 1998. Signatures of major sea ice types and features in these images have been identified and verified by in situ observations on board the nuclear icebreaker Sovetsky Soyuz. It is shown that both RAR and ScanSAR images can be used for detection of new, young, first year, and multiyear sea ice types, multiyear and fast ice boundaries, flaw polynyas, wide fractures, giant and vast ice floes, and large areas of rough ice. Backscatter signatures of the major sea ice types are analyzed and compared, and the backscattering differences between the ice types are estimated for both types of data. High-resolution ScanSAR images are found to be particularly suited for discrimination of narrow leads and level areas in compact sea ice. A study of the radar signatures of a flaw polynya to the north of Cape Zhelaniya was conducted using ERS SAR, RADARSAT ScanSAR, and OKEAN RAR over a period of 33 h. The backscatter from the polynya varied significantly between VV and HH polarization and as a consequence of changing physical properties due to freezing during the 33 h period. Access to satellite radar data for use in sea ice research will increase in the near future. Wide-swath SAR data are available from both RADARSAT and ENVISAT from 2003, and a new RAR satellite, SICH-M1, is planned for launch in 2004.

Dans cette étude, les signatures de la glace de mer dans les images quasi-simultanées radar à antenne réelle (RAR) de OKEAN et ScanSAR à synthèse d'ouverture de RADARSAT ont été analysées et comparées pour la région du nord-est de la mer de Barents, en avril 1998. Les signatures des principaux types de glace de mer et leurs caractéristiques observées dans ces images ont étés identifiées et vérifiées par des observations in situ réalisées à partir du brise-glace nucléaire Sovetsky Soyuz. Il est démontré qu'autant les images RAR que les images ScanSAR peuvent être utilisées pour la détection des types de glace nouvelle, jeune ou datant d'une ou de plusieurs années, des limites de la banquise compacte, des polynies de séparation, des grandes fractures, des icebergs géants et des grandes zones de glace rugueuse. Les signatures de la rétrodiffusion des principaux types de glace sont analysées et comparées, et les différences dans la rétrodiffusion sont estimées pour les deux types de données. Il a été possible d'observer que les images ScanSAR à haute résolution sont particulièrement bien adaptées à la détection des chenaux étroits et des surfaces planes dans les zones de glace de mer compacte. Une étude des signatures radar des polynies de séparation au nord du Cap Zhelaniya a été réalisée en utilisant les données RSO de ERS, ScanSAR de RADARSAT et RAR de Okean sur une période de 33 h. La rétrodiffusion provenant des polynies varie significativement entre la polarisation VV et HH et en raison des propriétés physiques changeantes enregistrées lors d'une période de gel. L'accès aux données satellite radar à des fins de recherche sur la glace devrait être facilité dans un avenir prochain. Depuis 2003, des données RSO à faisceau large sont disponibles à partir de RADARSAT et ENVISAT, alors que le lancement d'un nouveau satellite RAR, le satellite SICH-M1, est prévu pour 2004.[Traduit par la Rédaction]