Трансформации ландшафтов в арктической зоне, обусловленные потеплением климата и антропогенным воздействием относятся к числу основных причин развития опасных геокриологических процессов (ОГП), деградации и аградации мерзлоты и, как следствие, изменения эмиссии парниковых газов. Реакция основных характеристик криолитозоны на потепление климата существенно зависит от особенностей компонентов ландшафта и может идти не только с разной интенсивностью, но и неоднозначно (Конищев, 2009). К числу важнейших характеристик криогенных ландшафтов относится влажность напочвенного растительного покрова (НРП), изменение которой приводит к изменению его теплоизоляционных свойств, трансформациям мерзлоты и к развитию таких ОГП, как термокарст, термоэрозия, подтопление, морозное пучение и т.д. (Пендин, Ганова, 2009). В этой связи актуальны разработка и развитие методов мониторинга влажности НРП на основе данных космической съемки, обеспечивающей широкий охват территорий, приемлемую детальность и периодичность наблюдений, в первую очередь в районах строительства и функционирования промышленных и инфраструктурных объектов.
Ранее, на примере одного из районов полуострова Ямал была показана возможность использования температурно-вегетационного индекса WI (Wet Index) для характеристики влажности различных типов НРП (фитоценозов) тундровых зон (Корниенко, Елсаков, 2024), что может служить основанием его применения при решении задач мониторинга влажности НРП. Цель исследования – оценить информативность температурно-вегетационного индекса WI для характеристики изменений влажности НРП тундровой зоны, в том числе обусловленных потеплением климата и антропогенным воздействием.
Исследование проводилось в границах полигона (50 х 50 км) Бованенковского нефтегазоконденсатного месторождения с использованием 15 снимков со спутников Landsat летних съемок (июль-август) за период с 1984 по 2023 гг. В работе, кроме индекса WI, характеризующего влажность поверхности до глубины проникновения суточных колебаний температуры, рассматривались временные ряды индекса NDVI, характеризующего концентрацию зеленой массы, индекса NDWI для оценки влажности на поверхности покрова, а также параметра, характеризующего суммарную площадь водоемов (СПВ), рассчитываемого по индексу MNDWI. Характеристика многолетних изменений параметров проводилась отдельно для участков поймы и морских террас.
В течение лета вариации средних значений индексов NDVI, NDWI и температуры воздуха (Тв) как для пойм, так и для морских террас синхронно достигают максимума в конце июля - начале августа, в период когда параметр СПВ характеризуется минимальными значениями. Сезонные изменения индекса WI явно не связаны с летними колебаниями Тв и характеризуются постепенным снижением от начала июля к концу августа, что соответствует известным тенденциям увеличения глубины сезонно-талого слоя к концу лета. Для снижения влияния сезонных (летних) колебаний индексов WI, NDWI и NDVI при характеристике их доминирующих многолетних трендов была проведена относительная радиометрическая нормализация распределений этих параметров для каждого года съемки по пяти участкам фоновой области (ФО) полигона в соответствии с описанной ранее методикой (Корниенко, 2022). Наиболее существенные (значимые) доминирующие тренды снижения средних значений нормализованного индекса WI наблюдаются на пойменном участке длительного освоения (южный свод месторождения) и на примыкающем к нему участке поймы ФО. Данный факт скорее свидетельствуют о влиянии климатического потепления, однако влияние антропогенных факторов также не исключается.
Выявленные различия в тенденциях многолетних изменений напочвенного покрова по индексам WI, NDWI и NDVI на различных геоморфологических уровнях могут быть признаками разной реакции типов криогенного ландшафта на потепление климата. Схожие тенденции изменения индексов WI, NDWI и NDVI указывают на их взаимную связь, приуроченность к трансформациям растительного покрова, изменениям его влажности и теплоизоляционных свойств.
Приведены примеры локального аномального повышения нормализованных индексов WI, NDWI и NDVI с образованием за короткие промежутки времени новых водоемов непосредственно вблизи строящихся технических объектов, что подтверждает достаточно высокую информативность индекса WI как индикатора изменений влажности НРП при решении задач мониторинга и динамического картографирования состояния криогенных ландшафтов тундровых зон.

Работа выполнена в рамках государственного задания по теме «Повышение эффективности и экологической безопасности освоения нефтегазовых ресурсов арктической и субарктической зон Земли в условиях меняющегося климата» (№122022800264-9).