С.С. Тимофеева, Е.Н. Сутырина
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ ОЗ. БАЙКАЛ ПО СПУТНИКОВЫМ ДАННЫМ
Температура поверхности воды озера Байкал является важнейшим экологически значимым гидрофизическим параметром, который может быть определён с применением спутниковых данных.В статье излагается результаты изучения распределения температуры поверхности воды озера Байкал в июне 2015 г. по данным радиометра AVHRR с применением региональных алгоритмов и интерполяции по времени, а также приводятся предварительные результаты анализа суточной изменчивости температуры поверхности воды изучаемого водоёма.
Ключевые слова: озеро Байкал; температура поверхности; данные дистанционного зондирования.
S.S. Timofeeva, E.N. Sutyrina
DISTRIBUTION OF TEMPERATURE OF SURFACE WATER OF LAKE BAIKAL ACCORDING TO SATELLITE DATA
The water surface temperature of Lake Baikal is the most important ecologically significant hydrophysical parameter, which can be determined using satellite data. The article presents the results of the study of the distribution of the water surface temperature in Lake Baikal in June 2015 according to the AVHRR data using regional algorithms and time interpolation, and preliminary results of the analysis of the daily variability of the water surface temperature of the studied reservoir.
Keywords: Lake Baikal; surface temperature; remote sensing data.
Объектом исследования является оз. Байкал с площадью акватории оз. В 31,7 тыс. км². Значительные размеры изучаемого водного объекта обуславливают актуальность применения дистанционных методов для его изучения. Одним из важнейших экологически значимых гидрофизических параметров, который может быть определён с применением спутниковых данных, является температура поверхности воды водоёма. Температура поверхности озера может служить индикатором климатических изменений, применяться для изучения динамических явлений в водоёме, использоваться для расчета теплового баланса и т.д.
|
|
|
В рамках данного исследования были использованы данные радиометра AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer), который установлен на борту метеорологических спутников серии NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), функционирующих на околополярной орбите на высоте порядка 850 км. Радиометр AVHRR представляет собой типичный сканер и измеряет собственное и отраженное Землей излучение. Линейный размер элемента разрешения на местности радиометра AVHRR составляет около 1,1 км в надире.
Для исследования отобрана серия малооблачных снимков из второй декады июня 2015 г. Месяц июнь выбран ввиду интенсивного прогрева озера в этот период. По всем отобранным снимкам за указанный период были составлены схемы распределения температуры поверхности воды оз. Байкал. Для оценки температуры поверхности озера применялись региональные алгоритмы обработки данных AVHRR, основанные на дифференцированном определении температуры в различное время суток (день, ночь) и в различные месяцы (июнь-июль, август-сентябрь, октябрь-декабрь), использовании квадратичной модификации метода «расщеплённого окна прозрачности», и дополнительном привлечении информации видимого и ближнего инфракрасного каналов в дневное время суток, подробно описанные в [2]. Использование разработанных автором региональных алгоритмов позволяет увеличить точность определения температуры поверхности воды до 0,4 К в ночное время, и до 0,3 К в дневное время суток. Это дает преимущество перед применением предложенных ранее алгоритмов оценки температуры поверхности воды оз. Байкал [1], точность которых не превышала 0,5 К для дневных условий и 0,7 К для ночных.
|
|
|
При оценке распределения температуры поверхности воды озера по данным тепловых инфракрасных каналов прибора AVHRR серьезной помехой является облачность. И в работе внимание было уделено изучению возможности применения линейной интерполяции по времени для восстановления «пробелов» в серии температурных карт оз. Байкал. Для этого было проведено сравнение данных о температуре, полученных в результате интерполяции, с данными, полученными непосредственно по спутниковому снимку за ту же дату и время, а также рассчитаны значения средней абсолютной ошибки интерполяции MAE (the mean absolute error).
|
|
|
Далее значения средней абсолютной ошибки сопоставлены с величиной сдвига по времени суток результатов интерполяции и исходных, использовавшихся для интерполяции снимков (рис. 1).
Рис.1. Ошибки интерполяции температуры в сопоставлении со сдвигом по времени суток исходных снимков и результатов интерполяции.
Анализ рис. 1 показывает, что, чем больше сдвиг по времени суток результата интерполяции и использовавшихся для интерполяции снимков, тем соответственно больше ошибка интерполяции. Видимо, это связанно с суточным ходом температуры поверхности оз. Байкал, обсуждаемым ниже. Причём при небольшом расхождении по времени суток результата интерполяции и использовавшихся для интерполяции снимков (рис. 1) можно получать удовлетворительные результаты восстановления распределения температуры поверхности воды оз. Байкал с ошибкой около 0,5 °С, которая сопоставима с ошибкой оценки температуры озера по данным AVHRR с применением региональных алгоритмов [2].
С использованием региональных алгоритмов и линейной интерполяции была составлена серия карт распределения температуры поверхности воды оз. Байкал по данным AVHRR и изучена внутрисуточная изменчивость температуры поверхности воды оз. Байкал.
|
|
|
На рис. 2 показана изменчивость средних значений температуры поверхности оз. Байкал 16-18 июня 2015 г., оценённая по спутниковым снимкам AVHRR.
Рис. 2. Изменчивость средних значений температуры поверхности воды
оз. Байкал 16-18 июня 2015 г. по данным AVHRR (время указано в UTC).
Рис. 2 демонстрирует, что размах среднего по акватории озера значения температуры поверхности достигает в указанный промежуток времени более 2,9 °С.
Таким образом, в работе приводятся предварительные результаты исследования суточного хода температуры поверхности в оз. Байкал по спутниковым данным, которые в дальнейшем будут проверятся на большем количестве снимков.
Благодарности. «Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 17-29-05045».
Список использованной литературы:
1 Могилев Н.Ю. Исследование режима температуры поверхности озера Байкал с использованием регулярной спутниковой информации / Н.Ю. Могилев, Р.Ю. Гнатовский // География и природные ресурсы. – 2002. – № 2. – С. 136-142.
2. Сутырина Е.Н. Изучение внутренних водоемов и водосборов с применением данных дистанционного зондирования Земли / Е.Н. Сутырина. – Иркутск: Изд-во ИГУ, 2014. – 133 с.
Информация об авторах: Тимофеева София Сергеевна – студент, географический факультет, Иркутский государственный университет, г. Иркутск, email: t.sofiya@bk.ru; Сутырина Екатерина Николаевна – доцент, кафедра гидрологии и природопользования, Иркутский государственный университет, г. Иркутск, email: ensut78@gmail.com.
Authors: Timofeeva Sofia Sergeevna – student, Faculty of Geography, Irkutsk State University, Irkutsk, email: t.sofiya@bk.ru; Sutyrina Ekaterina Nikolaevna – Associate Professor, Chair of Hydrology and Nature Management, Irkutsk State University, Irkutsk, email: ensut78@gmail.com.
Содержание
| Приветственное слово первого секретаря Иркутского обкома КПРФ, губернатора Иркутской области С.Г. Левченко |
| |
| Чупров С.В. Обращение к участникам конференции |
| |
| Пленарное заседание | ||
| Г.В. Сурдин. К вопросу об актуальности учения Карла Маркса (к 200-летию со дня рождения) |
| |
| Н.С. Коноплёв. И.В. Сталин и негативная диалектика. К постановке вопроса |
| |
| В. А. Туев. Актуальные проблемы идеологии российского общества |
| |
| В.Г. Татарников. Отражение политики и идеологии государства в уголовном законодательстве Союза ССР и Российской Федерации |
| |
| Секция 1. Проблемы истории | ||
| А.А. Субачев. Деятельность партийных органов по регулированию языковых отношений в годы перестройки (на примере Усть-Ордынского бурятского автономного округа) |
| |
| В.В. Андреев, Е.Л. Кичатинова. «Иркутск накануне и в 1917 году»: Новый труд к столетию российской революции – настольная книга для молодых исследователей |
| |
| Е.Н. Данилова. Творческий и научный вклад Дольёна Мадасона в развитие бурятской культуры |
| |
| С.С. Кульпинов. Международное положение обновленческого движения в 1920-х гг. в документах Государственного архива Иркутской области |
| |
| Ю.А. Туктаров. Современный подход к изучению древнеегипетской письменности |
| |
| В.Ж. Бамбаева. Герой Советского Союза Павел Илларионович Баннов |
| |
| В.В. Ваулина. Учебные заведения города Иркутска в годы Великой Отечественной войны |
| |
| А.Ю. Башелханов. Концепция национальной истории России в современных УМК по отечественной истории |
| |
| И.А. Дёгтев. Иркутяне – генералы Советской Армии |
| |
| Н.В. Добрынин. Проблемы, развитие и достижения СССР и РФ |
| |
| А.В. Лебедева. Эвакуированные предприятия в Иркутской области в годы Великой Отечественной войны |
| |
| В.В. Ткачев. Фронтовой дневник В.С. Рогаля «Вперёд на Запад» (1943-1945 гг.) как источник по изучению истории Великой Отечественной войны (1941-1945 гг.) |
| |
| Р.Р. Тютрин. Первые шаги военно-научного общества при Революционном Военном Совете войск Сибири |
| |
| Секция 2. Проблемы политологии, права и безопасности | ||
| Л.К. Никитина. Основные направления оптимизации уголовного законодательства об ответственности за незаконное использование товарного знака |
| |
| Е.А. Жила, В.Г. Татарников. Уголовная ответственность за преступления против семейных ценностей в законодательстве СССР и Российской Федерации |
| |
| П.П. Петухов. Какой будет новая столица России? |
| |
| А.С. Степаненко, О.М. Хохлова. Урегулирование конфликтов в современном обществе |
| |
| М.И. Тагиев. Теневая экономика и ее влияние на развитие общества |
| |
| М.В. Тарасова. Суд присяжных и проблемы совершенствования уголовно-процессуального законодательства |
| |
| К.П. Хушеева. Проблемы контрактной системы государственных закупок |
| |
| В.В. Андропов. Взаимосвязь спорта и политики в современном мире |
| |
| В.А. Касьянов. Современные проблемы института выборов |
| |
| В.А. Нагорнов. Карл Маркс: значение его личности и экономической теории для современного российского общества |
| |
| Б.Н. Николаев, В.С. Харькина. Становление трудового законодательства в России |
| |
| М.С. Ронжина. Современные политические проблемы |
| |
| М.С. Сеурко. Косово в балканской и европейской геостратегии США |
| |
| Ю.В. Соловьева. Проблемы и перспективы правового регулирования права граждан на проведение публичных мероприятий |
| |
| Н.Н. Суханова. Нарушения в предвыборной кампании в Российской Федерации в марте 2018 года |
| |
| С.А. Сычева. Правовое регулирование и информационная безопасность в сфере социальных сетей |
| |
| А.В. Хохлова. Проблемы и перспективы высшего юридического образования в Российской Федерации |
| |
| Р.В. Шолохов. Технология блокчейн как способ исключить фальсификации во время выборов |
| |
| М.В. Эсли. К вопросу о факторах террористической угрозы в России |
| |
| Секция 3. Проблемы личности и общества | ||
| А.К. Рожкова. Сущность общероссийской идентичности |
| |
| Ли Линьвэй. Свадебный обряд в китайской и русской культурной традиции |
| |
| Л.А. Литвякова. Свобода в российском обществе потребления |
| |
| О.В. Морякина, О.П. Ступина. Подходы к изучению религиозности. Историческая ретроспектива |
| |
| П.П. Петухов. Максим Горький и рождение «нового человека» |
| |
| А.А. Юрьева. Ушу – философия здоровья |
| |
| А.В. Андрианов. Смысл жизни человека в современном обществе |
| |
| Ю.А. Антонова, А.Д. Очирова. К вопросу о безопасности бесконтактных платежей |
| |
| С.А. Лазарева. Демографическая ситуация в России |
| |
| М.А. Минеева. Склонность молодежи к суициду, как одна из социальных проблем общества |
| |
| А.А. Подольская. Игромания – проблема современного общества |
| |
| Н.Г. Русак. Уровень информированности современной молодежи об Иркутской области (на материалах социологического исследования) |
| |
| Секция 4. Проблемы экологии и естественных наук | ||
| А.Ю. Шиховцев, В.Е. Томин, А.В. Киселев, П.Г. Ковадло, М.Ю. Шиховцев. Об особенностях распределения атмосферной возмущенности в разных слоях | ||
| С.А. Новикова. Оценка загрязнения почв придорожных территорий Иркутской агломерации | ||
| О.А. Балдынов. Комплексная оценка систем энергоснабжения потребителей от удалённых источников возобновляемой энергии в странах Восточной Азии | ||
| В.И. Мордвинов, Р.В. Васильев, Е.В. Девятова, О.С. Зоркальцева. Динамика средней и верхней атмосферы в зимние периоды 2016/2017 и 2017/2018 по данным интерферометра Фабри-Перо ИСЗФ СО РАН и архива ECMWF ERA-Interim | ||
| П.А. Найденов. Исследование мезометеорологических процессов самоочищения Байкальской котловины | ||
| С.А. Гаращук, И.В. Латышева. Синоптические и метеорологические условия аномально низкого давления в Иркутске 26 марта 2018 г. | ||
| Л.В. Голубева, С.Ж. Вологжина. Климатические особенности горных районов Иркутской области | ||
| Н.С. Домбровская, И.В. Латышева. Оценка суровости зим на территории Иркутской области в условиях современного климата | ||
| Д.Ю. Князьков, И.В. Латышева. Климатические изменения температуры воздуха в летние месяцы на территории Иркутской области | ||
| Ю.П. Коваленко, И.В. Латышева. Исследование многолетнего режима максимального ветра на территории Иркутской области в период 1961-2016 гг. | ||
| В. О. Кудрявцев, Н. Г. Солпина. Оценка эффективности особой экономической зоны туристско-рекреационного типа в Иркутской области | ||
| О.В. Куприянович, К.А. Лощенко. Циркуляционные особенности развития Азиатского антициклона в зимний период 2017-2018 гг. | ||
| А.М. Ошоров, К.А. Лощенко. Сравнительный анализ полей облачности в горных и равнинных районах Иркутской области | ||
| М. Теа, С.В. Латышев. Современные изменения климата западной Африки | ||
| И.В. Шахаев, А.С. Щеблыкин. Циркуляционные факторы выпадения большого количества осадков на ст. Иркутск в холодный период 2017-2018 гг. | ||
| Т.Б. Шутукова, И.В. Латышева. Исследование температурного режима в горных районах Восточных Саян | ||
| С.С. Тимофеева, Е.Н. Сутырина. Распределение температуры поверхности воды оз. Байкал по спутниковым данным | ||
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 213; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!