Термокарстовые озера таежной и тундровой зон Сибирской Арктики по снимкам Канопус-В и Sentinel-2

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Исследованы закономерности распределения по размерам термокарстовых озер в тундровой и таежной арктических зонах северо-востока Сибири на основе космических снимков с аппаратов Канопус-В и Sentinel-2 (с пространственным разрешением 2.1 и 20 м соответственно), полученных в летние месяцы 2017–2021 гг. Дешифрирование озер проведено на мозаике спутниковых снимков Sentinel-2 и на 16 тестовых участках на снимках Канопус-В с целью определения численности озер и их площадей на территории каждой из указанных зон. На основе объединения (интеграции) данных со снимков различного пространственного разрешения получены экспериментальные гистограммы распределения числа и суммарных площадей озер по их размерам для исследованных тундровой и таежной зон в чрезвычайно широком диапазоне размеров озер от 50 до 108 м2. Графики гистограмм распределения числа озер по размерам демонстрируют сходный характер поведения в обеих зонах, проявляющийся в росте числа озер по мере уменьшения их размеров. Показано, что основной вклад в общую площадь озер дают большие озера (более 200 000 м2), доля которых превышает 80% от общей площади озер (в тундре 82%, в таежной зоне 85%). Вклад малых озер (менее 500 м2) в общую площадь арктических озер как в тундровой, так и в таежной зонах пренебрежимо мал и не превышает 0.20 и 0.17% соответственно. Исследованы характеристики плотности озер и степени заозеренности исследованных территорий. Показано, что заозеренность и плотность озер в тундре в 1.9 и 2.5 раза соответственно превышают их величины в таежной зоне.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. Н. Муратов

Югорский научно-исследовательский институт информационных технологий

Email: yupolishchuk@gmail.com
Россия, Ханты-Мансийск

Ю. М. Полищук

Югорский научно-исследовательский институт информационных технологий

Автор, ответственный за переписку.
Email: yupolishchuk@gmail.com
Россия, Ханты-Мансийск

Список литературы

  1. Викторов А.С., Капралова В.Н., Орлов Т.В., Трапезникова О.Н., Архипова М.В., Березин П.В., Зверев А.В., Панченко Е.Н., Садков С.А. Закономерности распределения размеров термокарстовых озер // Доклады Академии наук. 2017. Т. 474. № 5. С. 625–627. doi: 10.7868/S0869565217170212.
  2. Гаврилов А.В., Замолотчикова С.А. Современные природные условия развития сезонно- и многолетнемерзлых пород. Климат // Геокриология СССР. Восточная Сибирь и Дальний Восток. М.: Недра, 1989. С. 31–48.
  3. Гудилин И.С. Ландшафтная карта СССР (1:2500000). М.: Гидроспецгеология, 1987. 16 л.
  4. Кравцова В.И., Родионова Т.В. Исследование динамики площади и количества термокарстовых озер в различных районах криолитозоны России по космическим снимкам // Криосфера Земли. 2016. № 1. C. 81–89.
  5. Муратов И.Н., Байсалямова О.А., Полищук Ю.М. Изучение распределения по размерам термокарстовых озер восточной части Российской Арктики на основе совмещения данных со снимков Sentinel-2 и Канопус-В // Исследование Земли из космоса. 2023. № 4. С. 52–59. doi: 10.31857/S0205961423040061.
  6. Полищук Ю.М., Богданов А.Н., Брыксина Н.А., Муратов И.Н., Полищук В.Ю. Интеграция космических снимков сверхвысокого и среднего разрешения для построения гистограмм распределения площадей термокарстовых озер в расширенном диапазоне их размеров // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 3. С. 9–17. doi: 10.21046/2070-7401-2018-15-3-9-17.
  7. Полищук Ю.М., Муратов И.Н. Термокарстовые озера Чукотской тундры по снимкам Sentinel-2 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023.Т. 20. № 4. С. 205–213. doi: 10.21046/2070-7401-2023-20-4-205-213
  8. Полищук Ю.М., Полищук В.Ю., Брыксина Н.А., Покровский О.С., Кирпотин С.Н., Широкова Л.С. Методические вопросы оценки запасов метана в малых термокарстовых озерах криолитозоны Западной Сибири // Известия Томского политехнического университета. 2015. Т. 326. № 2. С. 12–135.
  9. Федоров А.Н., Торговкин Я.И., Шестакова А.А. и др. Мерзлотно-ландшафтная карта Республики Саха (Якутия). М-б 1: 1 500 000 / гл. ред. М.Н. Железняк. Якутск: ИМЗ СО РАН, 2018. 2 л.
  10. Holgerson M.A., Raymond P.A. Large contribution to inland water CO2 and CH4 emissions from very small ponds // Nature Geoscience Letters. 2016. V. 9. Р. 222–226. doi: 10.1038/ngeo2654.
  11. Messager M. L., Lehner B., Grill G., Nedeva I., Schmitt O. Estimating the volume and age of water stored in global lakes using a geo-statistical approach // Nature Communications. 2016. V. 7. Article 13603. doi: 10.1038/ncomms13603.
  12. Olson D.M., Dinerstein E., Wikramanayake E.D., Burgess N.D., Powell G.V., Underwood E.C., D'amico J.A., Itoua I., Strand H.E., Morrison J.C., Loucks C.J., Allnutt T.F., Ricketts T.H., Kura Y., Lamoreux J.F., Wettengel W.W., Hedao P., Kassem K.R. Terrestrial Ecoregions of the World: A New Map of Life on Earth: A new global map of terrestrial ecoregions provides an innovative tool for conserving biodiversity // BioScience. 2001. V. 51. Issue 11. P. 933–938. doi: 10.1641/0006-3568(2001)051[0933:TEOTWA]2.0.CO;2
  13. Pokrovsky O.S., Shirokova L.S., Kirpotin S.N., Audry S., Viers J., Dupre B. Effect of permafrost thawing on the organic carbon and metal speciation in thermokarst lakes of Western Siberia // Biogeosciences. 2011. V. 8. P. 565–583. doi: 10.5194/bg-8-565-2011.
  14. Polishchuk Y.M., Bogdanov A.N., Muratov I.N., Polishchuk V.Y., Lim A., Manasypov R.M., Shirokova L.S. and Pokrovsky O.S. Minor contribution of small thaw ponds to the pools of carbon and methane in the inland waters of the permafrost – affected part of the Western Siberian lowland // Environmental Research Letters. 2018. V. 13. P. 1–16. doi: 10.1088/1748-9326/aab046.
  15. Serikova S., Pokrovsky O.S., Laudon H., Krickov I.V., Lim A.G., Manasypov R.M., Karlsson J. High carbon emissions from thermokarst lakes of Western Siberia // Nature Communications. 2019. V. 10. Article 1552. doi: 10.1038/s41467-019-09592-1.
  16. Veremeeva A., Nitze I., Gunter F., Rivkina E. Geomorphological and climatic drivers of thermokarst lake area increase trend (1999–2018) in the Kolyma Lowland Yedoma region, north-eastern Siberia // Remote Sensing. 2021. V. 13. 178.doi: 10.3390/rs13020178.
  17. Webb E.E., Liljedahl A.K. Diminishing lake area across the northern permafrost zone // Nature Geoscience. 2023. V. 16. P. 202–209. doi: 10.1038/s41561-023-01128-z.
  18. Zabelina S., Shirokova L., Klimov S., Chupakov A., Lim A., Polishchuk Y., Polishchuk V., Bogdanov A., Muratov I., Guerin F., Karlsson J., and Pokrovsky O. Carbon Emission from Thermokarst Lakes in NE European Tundra // Limnology and Oceanography. 2021. V. 66. P. S216–S230. doi: 10.1002/lno.11560.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Картосхема расположения исследуемой территории с обозначенными границами тундровой и таежной зон и местоположением тестовых участков.

Скачать (334KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Фрагменты космических снимков Канопус-В (слева, 30 августа 2018, 15 августа 2015) и Sentinel-2 (справа, 18, 20 августа 2022) тундровой (а, б) и таежной (в, г) зон исследуемой территории.

Скачать (2MB)
Метаданные
4. Рис. 3. График распределения числа термокарстовых озер по интервалам их размеров на территориях исследованных тундровой и таежной зон на основе снимков Канопус-В и Sentinel-2. Полужирными цифрами 1, 2 и 3 обозначены диапазоны размеров озер.

Скачать (221KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость логарифма числа термокарстовых озер от логарифма их размеров.

Скачать (181KB)
Метаданные
6. Рис. 5. График распределения суммарных площадей термокарстовых озер по интервалам их размеров на исследованных территориях на основе снимков Канопус-В и Sentinel-2. Полужирными цифрами 1, 2 и 3 обозначены диапазоны размеров озер.

Скачать (232KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Зависимость логарифма суммарной площади термокарстовых озер от логарифма их размеров.

Скачать (181KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024