Материалы 22-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 11–15 ноября 2024 г.

(http://conf.rse.geosmis.ru)

XXII.E.285

Нефтяные загрязнения вблизи портов Актау, Курык и Ерсай (Каспийское море): спутниковые наблюдения и in situ измерения

Князев Н.А. (1), Лаврова О.Ю. (1), Костяной А.Г. (2), Koibakova S.E. (3), Syrlybekkyzy S. (3)
(1) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
(2) Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, Россия
(3) Yessenov Caspian University of Technology and Engineering, Aktau, Kazakhstan
В работе представлены результаты исследования нефтяных загрязнений на поверхности Каспийского моря в районе портов Актау, Курык и Ерсай (Казахстан). Данный район исследования является одним из наиболее важных морских путей, через которые проходит колоссальное количество грузоперевозок, в частности, до 15 млн тон нефти в год. Для изучения экологической ситуации в северо-восточной части акватории, были отобраны и изучены спутниковые и insitu-данные за период 2013 – 2022 гг. Для работы со спутниковыми данными была использовано спутниковая система спутникового мониторинга Каспийского региона «See the Caspian Sea» (STCS), разработанная в ИКИ РАН. В качестве спутниковых данных были отобраны радиолокационные изображения, полученных со спутников Sentinel-1A/1B. За рассматриваемый период было проанализировано более 3700 изображений на которых однозначно было идентифицировано около 14 нефтяных пятен протяженностью до 89 км и площадью до 38 кв.км. Для оценки степени распространения нефтяных загрязнений были изучены метеорологические данные с прибрежных метеостанций Каспийского моря, данные реанализа с моделей NCEP и MERRA-2, а также волновой моделью SWAN с пространственным разрешением 5 км. В качестве insitu-данных были отобраны пробы морской воды в районе портов Актау и Курык, которые показали содержание нефтепродуктов в диапазоне 0.014-0.1 мг/дм3, что меньше предельно допустимых концентраций в 0,1 мг/л.

Натурные измерения и анализ проб воды на загрязнение нефтью и другими загрязняющими веществами выполнены Сымбат Койбаковой и Самал Сырлыбеккызы в рамках проекта «Спутниковый мониторинг акваторий портов Актау и Курык», финансируемого Комитетом науки Министерства образования и науки Республики Казахстан (грант № AP19175786). Андрей Костяной и Ольга Лаврова выполнили анализ спутниковых данных при поддержке гранта РНФ № 23-77-00027 «Исследование климатической изменчивости термогидродинамического режима Каспийского моря на основе данных дистанционного зондирования». Никита Князев выполнил обработку и анализ радиолокационных изображений в системе «See the Caspian Sea» в рамках Государственного задания Института космических исследований РАН по теме «Мониторинг», номер государственной регистрации 122042500031-8.

Ключевые слова: Спутниковый мониторинг, Каспийское море, радиолокационные изображения, нефтяные загрязнения
Литература:
  1. Bayramov, E., Buchroithner, M.F. (2014) Detection of oil spill frequency and leak sources around the Oil Rocks Settlement, Chilov and Pirallahi Islands in the Caspian Sea using multi-temporal ENVISAT radar satellite images 2009-2010. Environmental Earth Sciences, 73(7), 3611-3621. https://doi.org/10.1007/s12665-014-3648-0
  2. Bayramov, E., Buchroithner, M. (2016) Modelling of oil spill frequency, leak sources and contamination probability in the Caspian Sea using multi-temporal SAR images 2006–2010 and stochastic modelling. Geomatics, Natural Hazards and Risk, 7(3), 1175-1197.
  3. https://doi.org/10.1080/19475705.2015.1007536
  4. Bayramov, E., Kada, M., Buchroithner, M. (2018a) Monitoring oil spill hotspots, contamination probability modelling and assessment of coastal impacts in the Caspian Sea using SENTINEL-1, LANDSAT-8, RADARSAT, ENVISAT and ERS satellite sensors. Journal of Operational Oceanography, 11(1), 27-43. https://doi.org/10.1080/1755876X.2018.1438343
  5. Bayramov, E., Knee, K., Kada, M., Buchroithner, M. (2018b) Using multiple satellite observations to quantitatively assess and model oil pollution and predict risks and consequences to shoreline from oil platforms in the Caspian Sea. Human and Ecological Risk Assessment: An International Journal, 24(6), 1501-1514. https://doi.org/10.1080/10807039.2017.1416454
  6. Carpenter, A., Kostianoy, A.G. (Eds.) (2018a) Oil Pollution in the Mediterranean Sea: Part I – The International Context. Springer International Publishing AG, Cham, Switzerland, 350 p.
  7. https://doi.org/10.1007/978-3-030-12236-2
  8. Carpenter, A., Kostianoy, A.G. (Eds.) (2018b) Oil Pollution in the Mediterranean Sea: Part II – National Case Studies. Springer International Publishing AG, Cham, Switzerland, 291 p.
  9. https://doi.org/10.1007/978-3-030-11138-0
  10. Ginzburg, A.I., Kostianoy, A.G., Serykh, I.V., Lebedev, S.A. (2021) Climatic changes in the hydrometeorological parameters of the Caspian Sea (1980–2020). Sovremennye Problemy Distantsionnogo Zondirovaniya Zemli iz Kosmosa, 18(5), 277-291.
  11. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2021-18-5-277-291 (in Russian).
  12. Holsten, A., Kappas, M., Propastin, P., Renchin, T. (2018) Oil spill detection in the Kazakhstan sector of the Caspian Sea with the help of ENVISAT SAR data. Environmental Earth Sciences, 77, 198. https://doi.org/10.1007/s12665-018-7347-0
  13. Knyazev, N.A., Lavrova, O.Yu., Kostianoy, A.G. (2021) Satellite radar monitoring of oil pollution in the water areas between Anapa and Gelendzhik in 2018–2020. Journal of Oceanological Research, 49(1), 163-185. https://doi.org/10.29006/1564-2291.JOR-2021.49(1).8 (in Russian).
  14. Kostianoy, A.G. (2024) Research of the Caspian Sea in the framework of the International Project “The Caspian Sea Digital Twin”. Journal of Oceanological Research, 52 (2) (in press, in Russian).
  15. Kostianoy, A.G., Lavrova, O.Yu. (Eds.) (2014) Oil pollution in the Baltic Sea. The Handbook of Environmental Chemistry, Volume 27. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 268 pp.
  16. Kostianoy, A.G., Lavrova, O.Yu. (2022) Satellite instrumentation and technique for oil pollution monitoring of the seas. – In: Instrumentation and Measurement Technologies for Water Cycle Management. (Eds.) Anna Di Mauro, Andrea Scozzari, Francesco Soldovieri. Springer Nature, Cham, Switzerland, pp. 53-77. https://doi.org/10.1007/978-3-031-08262-7_4
  17. Kostianoy, A.G., Lebedev, S.A., Litovchenko, K.Ts., Stanichny, S.V., Pichuzhkina, O.E. (2005a) Oil spill monitoring in the Southeastern Baltic Sea. Environmental Research, Engineering and Management, 3(33), 73-79.
  18. Kostianoy, A.G., Lebedev, S.A., Soloviev, D.M., Pichuzhkina, O.E. (2005b) Satellite monitoring of the Southeastern Baltic Sea. Annual Report 2004. Lukoil-Kaliningradmorneft, Kaliningrad, 36 pp.
  19. Kostianoy, A.G., Litovchenko, K.Ts., Lavrova, O.Yu., Mityagina, M.I., Bocharova, T.Yu., Lebedev, S.A., Stanichny, S.V., Soloviev, D.M., Sirota, A.M., Pichuzhkina, O.E. (2006) Operational satellite monitoring of oil spill pollution in the southeastern Baltic Sea: 18 months experience. Environmental Research, Engineering and Management, 4(38), 70-77.
  20. Krek, E., Kostianoy, A., Krek, A., Semenov, A.V. (2018) Spatial distribution of oil spills at the sea surface in the Southeastern Baltic Sea according to satellite SAR data. Transport and Telecommunication, 19(4), 294-300. https://doi.org/10.2478/ttj-2018-0024
  21. Krek, E.V., Krek, A.V., Kostianoy, A.G. (2021) Chronic oil pollution from vessels and its role in background pollution in the Southeastern Baltic Sea. Remote Sensing, 13, 4307.
  22. https://doi.org/10.3390/rs13214307
  23. Lavrova, O.Yu, Kostianoy, A.G., Lebedev, S.A., Mityagina, M.I., Ginzburg, A.I., Sheremet, N.A. (2011) Complex satellite monitoring of the Russian seas. Moscow: IKI RAN, 470 pp. (in Russian).
  24. Lavrova, O.Yu., Mityagin,a M.I., Kostianoy, A.G. (2016) Satellite methods of detection and monitoring of marine zones of ecological risks. Space Research Institute, Moscow, 336 p. (in Russian)
  25. Lavrova, O.Yu., Mityagina, M.I., Kostianoy, A.G. (2019a) Online database “See The Sea” for the Caspian Sea. Ecologica Montenegrina, 25, 79-90. https://doi.org/10.37828/em.2019.25.8
  26. Lavrova, O.Yu., Mityagina, M.I., Uvarov, I.A., Loupian, E.A. (2019b). Current capabilities and experience in using the See the Sea information system to study and monitor phenomena and processes on the sea surface. Sovremennye Problemy Distantsionnogo Zondirovaniya Zemli iz Kosmosa, 16(3), 266-287 (in Russian).
  27. Lavrova, O.Yu., Mityagina, M.I., Kostianoy, А.G. (2022) Satellite methods for investigation the Caspian Sea variability. Moscow, Space Research Institute, 250 pp. (in Russian).
  28. Mityagina, M.I., Kostianoy, A.G. (2024) Areas of heavy permanent oil pollution of the Caspian Sea surface identified by use of satellite remote sensing. - Ecologica Montenegrina (this issue).
  29. Mityagina, M.I., Lavrova, O.Yu., Kostianoy, A.G. (2019) Main pattern of the Caspian Sea surface oil pollution revealed by satellite data. Ecologica Montenegrina, 25, 91-105.
  30. https://doi.org/10.37828/em.2019.25.9
  31. Mityagina, M.I., Lavrova, O.Yu., Bocharova, T.Yu. (2015) Satellite monitoring of oil pollution on the sea surface. Sovremennye Problemy Distantsionnogo Zondirovaniya Zemli iz Kosmosa, 12(5), 130-149 (in Russian).
  32. National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine (2022) Oil in the Sea IV: Inputs, Fates, and Effects. Washington, DC: The National Academies Press, 517 pp.
  33. https://doi.org/10.17226/26410
  34. Zhiltsov, S.S., Zonn, I.S., Kostianoy, A.G. (Eds.) (2016) Oil and gas pipelines in the Black-Caspian Seas Region. Springer International Publishing AG, Switzerland, 288 pp.
  35. https://doi.org/10.1007/978-3-319-43908-2

Презентация доклада



Ссылка для цитирования: Князев Н.А., Лаврова О.Ю., Костяной А.Г., Koibakova S.E., Syrlybekkyzy S. Нефтяные загрязнения вблизи портов Актау, Курык и Ерсай (Каспийское море): спутниковые наблюдения и in situ измерения // Материалы 22-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2024. C. 315. DOI 10.21046/22DZZconf-2024a

Дистанционные исследования Мирового океана

315