научный журнал «Актуальные исследования» #31 (58), август '21

Изучение характеристик весеннего термобара в наиболее крупных заливах оз. Байкал по данным дистанционного спутникового зондирования

В статье изучается локализация и параметры весеннего термобара в заливах Провал, Баргузинский, Чивыркуйский по данным тепловой инфракрасной съемки со спутников. Определяется влияние сроков полного очищения Байкала на характер протекания термобара в указанных заливах.

Аннотация статьи
температура поверхности воды
весенний термобар
Баргузинский залив
Чивыркуйский залив
залив Провал
Ключевые слова

Цель работы состоит в изучении характера протекания и локализации весеннего термобара в трёх наиболее крупных по площади заливах озера Байкал с применением данных тепловой инфракрасной съемки со спутников. Объектами исследования являются Баргузинский залив – самый большой по площади и одновременно самый глубокий залив озера Байкал, Чивыркуйский залив и залив Провал – второй и третий по площади заливы озера соответственно [1, с. 167].

В качестве исходной информации использованы данные радиометр AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer) – является широкополосным сканерующим инструментом, который определяет длинноволновую собственную, а также отраженную солнечную радиацию, исходящую от поверхности исследуемого объекта с пространственным разрешением 1 км в надире. AVHRR применяется в оперативной гидрометеорологии и используется в том числе и для определения температуры поверхности облаков, суши и воды. Распределение температуры поверхности воды по данным прибора AVHRR имеет приложение в качестве индикатора таких динамических явлений, как термобар [2, с. 241], что и объясняет выбор исходных данных в рамках исследования.

Термобар представляет собой явление в пресных озёрах, в результате действия которого в разделенных им теплоинертной и теплоактивной областях формируются водные массы с разными гидрофизическими, гидрохимическими и гидробиологическими характеристиками, что наделяет термобар важным экологическим значением и делает его изучение актуальной задачей.

В рамках данной работы отобраны снимки AVHRR с низким содержанием облачности над исследуемыми акваториями. Отобранные снимки имели с разницу во времени съемки от 3 до 12 дней: с 25 мая по 19 июля 2010 г., с 12 мая по 11 июля 2017 г. и с 4 мая по 3 июля 2020 г. и были обработаны в специализированной программе HRPT Reader. С использованием указанного программного пакета был отмечен ряд контрольных точек, в которых определялась температура поверхности воды. Расстояния между контрольными точками определялись по формуле гаверсинусов. Выбор лет обусловлен различными сроками очищения озера Байкал в данные годы: в 2010 г. наблюдалось наиболее позднее очищение озера ото льда за период спутниковых наблюдений озера Байкал по данным AVHRR, в 2020 г. – имел место наиболее ранний сход льда на водоёме, а в 2017 г. – сроки очищения ото льда были наиболее приближены к средним значениям.

На рис. 1 представлено изменение локализации термобара в Баргузинском заливе. Продолжительность становления термобара от его появления до выхода из Баргузинского залива за 2010 г. составила 44 дня (с 5 июня до 19 июля), за 2017 г. – 47 дней (с 25 мая до 11 июля), за 2020 г. – 54 дня (с 11 мая до 3 июля). В Баргузинском заливе термобар вышел за пределы акватории в 2020 г. на 8 дней раньше, чем в 2017 г. и на 16 дней раньше, чем в 2010 г. Средняя скорость смещения термического фронта в 2010 и 2017 гг. составила около 0,7 км/сут., в 2020 г. порядка 0,4 км/сут.

Рис. 1. Изменение локализации термобара в Баргузинском заливе

Спутниковые данные наглядно демонстрируют влияние сроков очищения на продолжительность и сроки наблюдения термобара в Баргузинском заливе, при этом при более позднем очищении озера ото льда наблюдается большая продолжительность развития термобара, а при более раннем – наоборот.

На рис. 2 представлено изменение локализации термобара в Чивыркуйском заливе. Продолжительность становления термобара от его появления до выхода из Чивыркуйского залива в 2010 г. составила 36 дней (с 5 июня до 11 июля), в 2017 г. – 35 дней (с 25 мая до 29 июня), в 2020 г. – 46 дней (с 11 мая до 26 июня).

Рис. 2. Изменение локализации термобара в Чивыркуйском заливе

В Чивыркуйском заливе термобар вышел за пределы акватории в 2020 г. на 3 дня раньше, чем в 2017 г. и на 15 дней раньше, чем в 2010 г. Средняя скорость смещения термического фронта в 2010 и 2017 гг. составила 0,6 км/сут., в 2020 г. – 0,4 км/сут.

В Чивыркуйском заливе наблюдается схожая картина влияния сроков очищения озера на развитие термобара в заливе.

На рис. 3 представлено изменение локализации термобара в заливе Провал. Продолжительность становления термобара от его появления до выхода из залива Провал в 2010 г. составила 10 дней (с 25 мая до 4 июня), в 2017 г. – 13 дней (с 12 мая до 25 мая), в 2020 г. – 19 дней (с 4 мая до 23 мая). В заливе Провал термобар вышел за пределы акватории в 2020 г. на 2 дня раньше, чем в 2017 г. и на 12 дней раньше, чем в 2010 г. Средняя скорость смещения термического фронта в 2010 г. составила 1,5 км/сут., в 2017 г. – 1,1 км/сут., в 2020 г. – 0,8 км/сут.

Рис. 3. Изменение локализации термобара в заливе Провал

Представленная информация показывает, что на протекание термобара в заливе Провал также оказывают влияние сроки очищения озера. Видно воздействие сроков схода льда на продолжительность, скорость смещения и сроки наблюдения термобара в заливе Провал, в целом закономерности отмечаются схожие с влиянием на протекание термобара в Баргузинском и Чивыркуйском заливах.

В рамках исследования с использованием спутниковых данных получена новая информация о характере протекания термобара в трёх наиболее выдающихся по площади заливах озера Байкал и показано влияние на характер весеннего термобара сроков очищения водоёма ото льда.

Текст статьи
  1. Галазий Г.И. Байкал в вопросах и ответах. Иркутск : Вост.-Сиб. кн. изд-во, 1987. 383 с.
  2. Сутырина Е.Н. Использование данных дистанционного спутникового зондирования для картографического отображения и анализа распределения температуры поверхности воды озера Байкал // Серия «Науки о Земле». 2012. Т. 5, № 2. С. 240-251.
Список литературы
Ведется прием статей
Прием материалов
c 25 сентября по 01 октября
Осталось 5 дней до окончания
Публикация электронной версии статьи происходит сразу после оплаты
Справка о публикации
сразу после оплаты
Размещение электронной версии журнала
05 октября
Загрузка в eLibrary
05 октября
Рассылка печатных экземпляров
13 октября