Исследование закономерностей динамики морфологической структуры абразионных берегов криолитозоны на основе комплексирования математического моделирования и космической съемки

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Статья посвящена изучению закономерностей динамики абразионных берегов криолитозоны на основе комплекса математического моделирования и космической съемки и их значения для получения информации о динамических параметрах идущих процессов по дистанционным данным. Ландшафт абразионных берегов с развитием термоцирков представляет собой сочетание термоцирков, ландшафт находится под действием процессов как появления новых термоцирков, так и частичного или полного стирания существующих термоцирков за счет формирования новых. Характерной особенностью термоцирков является четкая дугообразная граница с прилегающей водораздельной поверхностью, хорошо дешифрируемая на материалах космических съемок. Методика включала создание и анализ математической модели изменения морфологического строения абразионных берегов криолитозоны на основе подходов теории случайных процессов и эмпирические исследования размеров термоцирков в разных физико-географических условиях по материалам космических съемок. Комплекс математического моделирования и космических методов позволил показать, что в разных физико-географических и геокриологических условиях при значительном времени развития на однородных участках формируется устойчивое стационарное распределение размеров термоцирков абразионных берегов криолитозоны Арктики. Различия условий разных участков не влияют на факт существования предельного стационарного распределения. Таким образом, морфологическая структура абразионного берега, находясь в постоянном изменении, тем не менее, имеет стационарное распределение размеров термоцирков, их средний размер и среднюю плотность расположения, то есть находится в состоянии динамического равновесия. Получена зависимость предельного распределения размеров термоцирков абразионных берегов и распределения размеров формирующихся молодых термоцирков. Физико-географические, геолого-геоморфологические и геокриологические условия участков влияют на характер стационарного предельного распределения через распределение размеров формирующихся молодых термоцирков. Полученные результаты позволяют прогнозировать количественные характеристики процесса формирования термоцирков (и соответственно оползней), а именно, распределение размеров возникающих новых термоцирков и оползней, по измерениям по материалам однократной космической съемки высокого разрешения наблюдаемых размеров термоцирков; это существенно при прогнозе развития, в частности, отступания, берегов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. С. Викторов

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева Российской академии наук (ИГЭ РАН)

Автор, ответственный за переписку.
Email: vic_as@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Белова Н.Г., Шабанова Н.Н., Огородов С.А., Камалов А.М., Кузнецов Д.Е., Баранская А.В., Новикова А.В. Динамика термоабразионных берегов Карского моря в районе мыса Харасавэй (Западный Ямал) // Криосфера Земли. 2017. Т. 21. № 6. С. 85–96.
  2. Васильев А.А., Покровский С.И., Шур Ю.Л. Динамика термоабразионных берегов западного Ямала // Криосфера Земли. 2001. С. 44‒52.
  3. Викторов А.С. Моделирование морфологических особенностей абразионных берегов с развитием оползневых процессов в криолитозоне// Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2022. № 6. С. 28‒36.
  4. Викторов А.С., Орлов Т.В., Архипова М.В., Капралова В.Н., Бондарь В.В. Количественные закономерности морфологического строения абразионных берегов с развитием оползневых процессов в пределах криолитозоны (на примере побережий полуостровов Канин и Ямал) // Геоморфология и палеогеография. 2023. Т. 54. № 3. С. 124–137. https: //doi.org/10.31857/S294917892303012X; https://elibrary.ru/WETHFU.
  5. Новикова А.В. Морфология и динамика термоабразионных берегов Карского моря: автореф. дис. … кан. геогр. наук. – М.: МГУ 2022. 26 с.
  6. Кизяков А.И. Динамика термоденудационных процессов на побережье Югорского полуострова // Криосфера Земли, 2005. Т. IX. № 1. С. 63–67.
  7. Пижанкова Е.И., Добрынина М.С. Динамика побережья Ляховских островов (результаты дешифрирования аэрокосмических снимков) // Криосфера Земли. 2010. Т. XIV. 4. С. 66–79.
  8. Совершаев В.А. Криогенные процессы и явления на побережье и шельфе арктических морей // Динамика арктических побережий России. М., Изд-во МГУ, 1998. С. 12–18.
  9. Фихтенгольц Г.М. Курс дифференциального и интегрального исчисления. Т. 1. М., Наука, 1970. 608 с.
  10. Хомутов А.В., Лейбман М.О. Ландшафтные факторы изменения скорости термоденудации на побережье Югорского полуострова // Криосфера Земли, 2008. Т. XII. № 4. С. 24–35.
  11. Aleksyutina D.M., Shabanova N.N., Kokin O.V., Vergun A.P., et al. Monitoring and modelling issues of the thermoabrasive coastal dynamics // In IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 2018. № 193. No. 012003.
  12. Belova N.G., Novikova A.V., Günther F., Shabanova N.N. Spatiotemporal variability of coastal retreat rates at Western Yamal Peninsula, Russia, based on remotely sensed data // J. of Coastal Research. 2020. № 95. P. 367‒371.
  13. Leibman M., Kizyakov А., Zhdanova Y., Sonyushkin A., Zimin M. Coastal Retreat Due to Thermodenudation on the Yugorsky Peninsula, Russia during the Last Decade, Update since 2001–2010. // Remote Sensing. 2021. 13. 4042. P. 21.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Типичное изображение абразионных берегов с развитием термоцирков в криолитозоне на материалах космической съемки высокого разрешения видимого диапазона: а, б – общий вид (Викторов и др., 2023), в – пример термоцирка.

Скачать (447KB)
3. Рис. 2. Схема расположения ключевых участков.

Скачать (237KB)
4. Рис. 3. Различные виды взаимодействия существующего термоцирка и нового формирующегося термоцирка (пояснения в тексте); случаи взаимодействия: а – отсутствие стирания, б, в, г – внутреннее стирание, д, е – боковое стирание, ж – полное стирание. Условные обозначения: тонкая линия – береговая линия, толстая линия – хорда существующего рассматриваемого термоцирка, черная точка – начальная точка дуги формирующегося термоцирка, штриховая дуга – дуга формирующегося термоцирка, цифры – различные варианты взаимного расположения термоцирков.

Скачать (236KB)
5. Рис. 4. Примеры соответствия эмпирических распределений (синий контур) и теоретических логнормальных распределений (красная линия) по ключевым участкам (а – КНС1, б – КНС3, в – ЯМЛ1, г – КЛГ1, д – ХПД1).

Скачать (928KB)

© Российская академия наук, 2025