ИА 1-LINE - новости Красноярска и Красноярского края

Четверг,
20
сентября
2018,
08:51
»»»Зачем зондировать почву в Арктике – рассказали Красноярские ученые

Зачем зондировать почву в Арктике – рассказали Красноярские ученые

Ни для кого не секрет, насколько сегодня актуальна проблема глобального потепления для человечества.

В первую очередь, это касается арктических широт. На севере Красноярского края уже столкнулись с последствиями таяния ледников: береговая линия Карского моря, омывающего берега полуострова Таймыр, каждый год отступает на 2-4 метра. 

Предупрежден – значит, вооружен: для того, чтобы своевременно ликвидировать последствия потепления, необходимо уметь их прогнозировать. Корреспондент ИА «1-LINE» побеседовал с заведующим лабораторией радиофизики дистанционного зондирования в Институте физики им. Л.В. Киренского сибирского отделения Российской академии наук – Константином Викторовичем Музалевским. Не так давно был завершен проект, касающийся измерений влажности и температуры тундровых почв, о котором ученый рассказал подробнее. Проект поддержан Красноярским краевым фондом науки в рамках совместного с Российским фондом фундаментальных исследований регионального конкурса проектов ориентированных научных исследований, в том числе междисциплинарных.


– Константин Викторович, расскажите, пожалуйста, немного о себе, о Вашем основном направлении научно-исследовательской деятельности.

Я – радиофизик. Меня интересуют процессы взаимодействия радиоволн с неоднородными природными средами, включая почвенные и растительные покровы. В лаборатории, заведующим которой я являюсь с 2016 года, мы разрабатываем спутниковую информационную технологию мониторинга состояния арктической тундры под воздействием глобальных изменений климата. В качестве индикаторов состояния арктической экосистемы выбраны два параметра – температура и влажность поверхностной части почвы, которые являются одними из 50-ти важнейших климатических переменных, рекомендованных для измерений всемирной метеорологической организацией.

– Что такое дистанционное зондирование температуры и влажности почвы и зачем оно проводится.


– Это наблюдение за температурой и влажностью поверхности почвы с помощью полученных данных со спутника. Спутниковые данные представляются в виде карт радиояркостных температур, напоминающих фотографии, каждый пиксел которых имеет привязку к конкретной координате исследуемой местности. Применяя разработанные нами алгоритмы можно перейти от величины радиояркостной температуры – от цвета и интенсивности пиксела, к температуре и влажности в каждой точке снимка. Систематический сбор данных дает возможность в долгосрочной перспективе прогнозировать и предотвращать экологические, геологические, техногенные катастрофы в Арктике.

– Расскажите подробнее о Вашем исследовании: что именно сподвигло начать работу в этом направлении?

– Проект нашей лаборатории называется «Разработка фундаментальных основ информационной технологии дистанционного зондирования температуры и влажности тундровых почв, на основе радиометрических данных гидрометеорологических спутников серии «Метеор-М»». Обоснованием этого направления исследования послужило то, что на данный момент современные спутники американского, японского и других зарубежных агентств не предоставляют точные данные по температуре и влажности почвы арктических зон. На севере и в арктической зоне специализированных почвенно-климатических метеостанций ничтожно мало. Более того, погрешность получаемых сведений слишком велика, поскольку существующие инструменты обладают недостаточной точностью и недостаточной частотой повторения съемки. Нам пришла идея использовать отечественный спутник «Метеор-М», предназначенный для измерения влажности и температуры атмосферы, в новых целях: для получения информации по влажности и температуре почвы.

– Почему для исследований выбран полуостров Таймыр?

– Таймыр является ключевым регионом, обеспечивающим более 55% промышленной продукции края. В результате развития промышленных центров нефтегазодобычи, угольной и металлургической промышленности роль полуострова как ресурсного центра будет только возрастать.

Однако глобальные изменения климата уже в среднесрочной перспективе влекут за собой большие риски возникновения экстремальных природных явлений и связанных с ними опасных техногенных аварий на территории Северного макрорайона края. Что может быть страшнее неконтролируемого взрыва или выхода на поверхность газа метана, который был скоплен в пластах Земли, подобно тем, что произошли на п-ве Ямал? Еще серьёзней, если катастрофа произойдёт под каким-нибудь зданием. Также в некоторых местах Таймыра находятся аэропорты, железные дорогие и другие транспортные развязки.

Таким образом, исследование данных территорий является необходимым для обеспечения безопасности инфраструктуры северных территорий. Стоит отметить, что сопровождение и мониторинг перечисленных рисков – определяющее направление «Стратегии социально-экономического развития Красноярского края до 2030 года».

–Какой принцип действия спутника серии «Метеор-М»?

– Как уже было отмечено, главная функция спутника «Метеор-М» –сканирование атмосферы. Мы проверили возможность с его помощью сканировать верхние слои почвы. Во многих спутниках используется система эхолокации: когда со спутника посылается сигнал, и выводы строятся на основе того, как сигнал отразился от поверхности. На космическом аппарате «Метеор-М» установлен радиометр МТВЗА-ГЯ: прибор улавливает собственное радиотепловое излучение поверхности Земли.

– Удалось подтвердить Ваше предположение? Где именно проводилось исследование? И какие результаты были получены?

– Отработка и тестирование создаваемых спутниковых продуктов проходит на п-ове Таймыр в районе города Норильск. Данные точки выбраны в силу легкой транспортной доступности тундровых территорий из Красноярска. Первые результаты тестирования созданных алгоритмов и методов нескольких тундровых участков позволяют с уверенностью говорить, что на текущем этапе реализации исследований величины влажности и температуры почвы, которые восстанавливаются на основе данных отечественного спутника, не уступают по точности лучшим спутниковым информационным продуктам для средней полосы агентства (ESA) и Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA).

Помимо того, что мы получали информацию со спутника, нам также удалось произвести подтверждение её достоверности: мы сравнили полученные сведения с более точными данными метеостанции на Таймыре, установленной нами совместно с научно-исследовательским институтом сельского хозяйства и экологии Арктики –филиалом ФИЦ КНЦ СО РАН.

– Где будут использоваться результаты исследования?

– Результаты по нашему исследованию, демонстрирующие дополнительные возможности радиометра МТВЗА-ГЯ по измерению влажности и температуры поверхности суши в арктическом регионе, будут переданы официальному партнеру исследования – сибирскому филиалу НИЦ «Планета» города Новосибирска. В рамках реализации проекта с данным центром был заключен договор в целях расширения и укрепления сотрудничества при проведении научно-исследовательских работ и практическому применению в НИЦ «Планета» результатов исследования. Спутниковый информационный продукт может существенно дополнить недостающие данные сети метеостанций в арктическом регионе при создании климатических моделей, являющихся главным инструментом прогнозирования, исследования изменений и особенностей климата.

Для справки:

ФГБУ «НИЦ «Планета» – ведущая организация по эксплуатации и развитию национальных космических систем гидрометеорологического, океанографического, гелиогеофизического назначения и мониторинга окружающей среды, а также по приему и обработке данных с зарубежных спутников, взаимодействующая с национальными гидрометеорологическими службами и космическими агентствами более 30 стран: США, ЕС, Японии, Индии, Китая, Кореи и др.

 

comments powered by HyperComments

Популярное

Статьи