«Острова» опустынивания – это районы засушливых земель с ярко выраженными условиями пустыни. Методология идентификации «островов» опустынивания основана на известной гипотезе мезомасштабного альбедного механизма опустынивания Оттермана (1974) [1]. Согласно этой гипотезе, засушливые земли с сильно деградированным растительным покровом (мезомасштабные «острова»), имеют более высокое альбедо и, следовательно, более низкую дневную температуру поверхности по сравнению с менее разрушенными участками. Днем над «островами» образуется «температурная» впадина с нисходящими потоками воздуха, препятствующая развитию конвекции и кучево-дождевых облаков. В этом случае вероятно уменьшение осадков над «островами» и усиление их опустынивания [2]. Причины образования островов могут быть антропогенные (перевыпас на пастбищах) и природные.
Область исследования включает часть пустыни Сонора в биосферном заповеднике «Gran Desierto de Altar Biosphere Reserve» (координаты 31.5-32.5 с.ш. 113.5-114.7з.д.), объекте Всемирного наследия ЮНЕСКО.
Мониторинг «островов» опустынивания осуществлялся с использованием спутниковых данных MODIS доступных в Центре архивов NASA (LP DAAC) (https://lpdaac.usgs.gov/lpdaac/ products / modis): альбедо (MODIS MCD43C1 Version 6), температура поверхности земли (MOD11C2 Version 6), где среднее значение рассчитывали для двух восьмидневных интервалов, чтобы получить 16-дневные данные, эвапотранспирация (MOD16A3 Версия 6), NDVI (MOD13C1 версии 6). Горизонтальное разрешение 0,05 ° × 0,05 ° с дискретностью 16 дней было принято для всех параметров.
Данные анализировались на протяжении всего года в период 2000-2017 гг. «Остров» опустынивания был идентифицирован с помощью статистически значимого отрицательного коэффициента корреляции между альбедо и температурой поверхности в исследуемой области. Пространственная корреляция между альбедо и температурой поверхности была рассчитана в ячейках 0,25 × 0,25 °. Таким образом, каждый коэффициент корреляции основан на статистике 50 значений альбедо и температуры поверхности. Интенсивность опустынивания оценивалась по максимальной величине отрицательной корреляции альбедо и температуры поверхности. Площадь острова опустынивания рассчитывалась по числу клеток со значительной отрицательной корреляцией альбедо и температуры поверхности - 0,95 (t-статистика).
В районе Соноры, где среднегодовая эвапотранспирация ET16 составляет менее 10 мм в год, выявлен один “остров” с координатами: 31,6-32,3 с.ш., 113,7-114,6 в.д. с максимумом развития во время весенней засухи (апрель-июнь). Его локализация практически постоянна и климатически обусловлена, т. е. не вызвана антропогенным давлением.
В среднем за год (период 2000-2017 гг.) остров не проявляется сильно только в два временных интервала с сезонными дождями: 4 июля - 4 августа и 11 декабря - 8 января. Остров отличается от близлежащей территории пустыни Сонора средним значения NDVI и альбедо в целом за год и в период с 30 марта по 17 июня. На острове NDVI значительно меньше, а альбедо выше по сравнению с соседней территорией. В целом, “остров” холоднее, но разница в температуре поверхности не является статистически значимой. “Остров” развивается, когда NDVI падает ниже значений 0,095-0,10 в сухой период, и радиационный механизм регулирования поверхностной температуры начинает доминировать по отношению к механизму эвапотранспирации. В период 2000-2017 гг.. интенсивность опустынивания на острове имеет положительный тренд.