Анализ изменения альбедо снежно-ледового покрова является важной компонентой в изучении динамики природных экосистем. Изменение климата существенно сказывается на состоянии ландшафтов Арктики.
Однако труднодоступность арктических регионов и ограниченное время проведения полевых работ обусловливают необходимость разработки методики оценки альбедо снежно-ледового покрова и ее последующей апробации для других географических районов. Наиболее интересным районом является Киргизия, где ярко выражено изменение площади ледников в результате климатических изменений.
Значения альбедо и его временная динамика - важный параметр в исследованиях климата и компонентов энергетического баланса для континентальных ледников (Franch et al., 2014). Альбедо снега и льда является одним из главных факторов, определяющих интенсивность таяния, и характеризует отражательную способность объектов земной поверхности в широком спектральном диапазоне (видимом и ближнем инфракрасном). Его оценивают как в результате наземных измерений, так и по данным дистанционного зондирования. Недостатком наземных измерений является их дискретный характер, что не позволяет получить полную картину пространственных и временных вариаций значений альбедо на больших территориях. В то же время использование космических снимков позволяет получить целостную картину распределения альбедо практически единомоментно для обширных районов. В настоящее время существует несколько методик расчета альбедо по космическим снимкам, которые требуют верификации на основе наземных измерений. В работе выполнен анализ существующих методов, проведена кросс-калибровка с наземными измерениями и рассчитаны значения отражательной способности снежно-ледового покрова. В качестве тестовых районов выбраны ледники Тянь-Шаня (ледники Абрамова, Голубина, Суек, Ат-Баши, массив Ак-Шийрак) и ледник Гарабаши на Эльбрусе. Выбранные территории отличаются условиями развития снежно-ледового покрова. Исследуемые ледники Тянь-Шаня находятся неподалеку от мощного источника пылевого загрязнения – центрального карьера Кумтор Голд Компани. Кроме того, степень природной запыленности ледников Тянь-Шаня существенно выше ледников Кавказа.
Для разработки методики расчета альбедо выбраны ледники Абрамова и Голубина на Тянь-Шане и ледник Гарабаши на Эльбрусе. В исследовании использовались безоблачные снимки Sentinel-2 MSI, дата съемки которых совпадает с датой проведений наземных измерений. На первом этапе рассчитывались разности между полевыми измерениями, выполненными альбедометром Kipp&Zonen SP Lite2 и значениями альбедо, полученными по космическим снимкам в точках проведения наземных измерений. Для дальнейшего регрессионного анализа использовались только те точки, где разность значений между наземными и спутниковыми измерениями по модулю не превышала 0,1 (точки с большими отличиями наблюдались на границах ледников, где значения альбедо меняются быстро и здесь существенную роль играют погрешности определения координат точек измерений). В результате было получено итоговое уравнение регрессии для вычисления значений альбедо в пределах всего изображения. В целом можно отметить хорошую согласованность наземных и спутниковых измерений. Проверка эффективности разработанного алгоритма вычисления альбедо по снимкам Sentinel-2 MSI выполнялась на основе измерений альбедо для ледника Суек, а анализ погрешности расчета альбедо свежевыпавшего снега выполнялся на примере ледника Ат-Баши. После того, как эффективность методики была подтверждена, для всего массива Ак-Шийрак были получены значения альбедо по 14 разносезонным снимкам за 2016-2017 годы. Это позволило оценить сезонную динамику изменения альбедо и определить, что в целом для массива Ак-Шийрак альбедо поверхности детерминировано природными факторами, главным образом, сезоном года, абсолютной высотой и метеоусловиями предшествующего периода. Техногенное воздействие на фоне природного не прослеживается за исключением незначительных по площади участков.

* Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-05-60221