Межгодовая изменчивость характеристик весеннего термобара в проливе Малое Море оз. Байкал

Целью исследования является изучение межгодовой изменчивости характера протекания весеннего термобара в проливе Малое Море, расположение которого схематично показано на рис. 1. Термобар представляет собой экологически значимое явление в пресных водоёмах, так как в результате его действия в теплоинертной и теплоактивной областях, которые он разделяет, формируются водные массы с неодинаковыми гидрофизическими, гидрохимическими и гидробиологическими характеристиками.

Рис. 1. Схема расположения пролива Малое Море

Малое Море – самый крупный пролив озера Байкал, представляющий собой часть озера, обособленную островом Ольхон от открытой части акватории водоема [2, c. 24]. Пролив является объектом туристического притяжения и подвержен существенной антропогенной нагрузке. На побережье Малого Моря превалирует автотуризм, сочетающийся с палаточным отдыхом у воды и оценивается в более, чем 50 тыс. туристов за сезон [1, c. 67]. С позиции рекреационного использования изучение весеннего термобара в указанной акватории приобретает особую важность и ввиду влияния термобара на характер распределения температуры акватории, и в следствие экологической роли термобара в его воздействии на характер распространения в воде загрязняющих веществ.

Различные динамические явления в водных объектах, в том числе и термобар, могут проявляться в полях температура поверхности воды, определенной по данным спутниковой инфракрасной радиометрии, что делает температуру воды косвенным индикатором протекания данных явлений. На рис. 2 в поле температур поверхности прекрасно читается изменение положения термического фронта, ассоциированного с термобаром, на поверхности озера в заливах озера и проливе Малое Море в различные даты.

Рис. 2. Схема распределения температуры поверхности воды озера Байкал 16 июня 2010 г. (а) и 19 июля 2010 г. (б)

В рамках настоящего исследования использованы данные тепловых инфракрасных каналов радиометра AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer), который представляет широкополосный сканер и принимает излучение от поверхности исследуемых объектов в видимом и инфракрасном диапазонах с пространственным разрешение 1 км в надире. К числу наиболее востребованных приложений данного сканера относится определение температуры водной поверхности. В рамках данной работы отобраны снимки AVHRR с низким содержанием облачности над проливом.

В рамках исследования изучалась динамика весеннего термобара в проливе Малое Море в 2010, 2017 и 2020 гг., в которые за период с 1998 по 2021 гг. отмечалось очищение ото льда озера в наиболее поздние, приближенные к средним условиям и в наиболее ранние сроки соответственно, что позволило оценить влияние изменчивости сроков освобождения водоема ото льда на изменения в характере протекания термобара. Спутниковые данные были обработаны в специализированной программе HRPT Reader. В контрольных точках на оси пролива определялась температура поверхности воды. Расстояния между контрольными точками рассчитывалось по формуле гаверсинусов. Далее определялось положение термического фронта за конкретную дату.

На рис. 3 продемонстрировано изменение локализации весеннего термобара в проливе Малое Море в 2010, 2017 и 2020 гг.

Рис. 3. Изменение локализации термобара в проливе Малое Море

Продолжительность становления термобара от его появления до выхода за пределы пролива Малое Море в 2010 г. составило 44 дня (с 5 июня до 19 июля), в 2017 г. 47 дней (с 25 мая до 11 июля), в 2020 г. – 54 дня (с 11 мая до 3 июля). В проливе Малое Море 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, ассоциированного с термобаром, в 2010 и 2020 гг. составила 1,5 км/сут., в 2017 г. 1,4 км/сут.

Из рис. 3 заметно, что более раннее очищение акватории от льда ведет к более раннему возникновению термобара в проливе и более длительные сроки его наблюдения, при более позднем очищении акватории наблюдается обратная картина, таким образом, явно обнаруживается влияние сроков очищения на сроки и характер протекания термобара в проливе Малое Море.