Спектральные зависимости ландшафтов Новой Земли

Исследованы спектральные параметры арктических и субарктических тундровых ландшафтов: альбедо, температура поверхности, вегетационный индекс (MODIS), их связи в условиях продолжающегося потепления на примере архипелага Новая Земля. Основная задача исследования изучение распространения на территории радиационного (отрицательная связь Al-Ts) и эвапотранспирационного (положительная связь Al-Ts), механизмов регулирования температуры поверхности в июле 2000-2019 гг. Радиационное регулирование, применительно к Арктической зоне, доминирует в ледниковых и полярно-пустынных ландшафтах Арктики и Субарктики (Титкова и др., 2020). Его действие можно сравнить с влиянием радиационного механизма в Аридных ландшафтах с пустынной растительностью, где оно также является преобладающим (Zolotokrylin et. al. 2020). Полученные площадные оценки распространения этих механизмов и их изменения, могут быть полезными в качестве индикаторов эволюции ландшафтов Новой Земли.
Температура воздуха оценивались по данным реанализа WATCH с разрешением по пространству 0,5°×0,5° (http://www.eu-watch.org/). Рассчитывалась парная корреляция Al ‒ Ts, Al ‒ NDVI, Ts ‒ NDVI для участков с разрешением 0,25° × 0,25°.
Изменение спектральных характеристик поверхности Новой Земли во многом зависит от приземной температуры воздуха. Климатические тренды температуры в Арктике в 2-3 раза больше, чем для глобальной температуры (Алексеев, 2015). Проявление глобального потепления на Новой Земле максимально только в холодный период года. В летний период наблюдается лишь небольшой положительный тренд температуры в начале и конце арктического вегетационного сезона.
В Арктической зоне стабильно доминирует радиационный механизм регулирования температуры поверхности независимо от повышения среднегодовой температуры воздуха. Площади со значимым радиационным механизмом связи, занимают наибольшую территорию, а площадь со связью эвапотранспирационного типа здесь минимальна. На фоне глобального потепления отмечается небольшой отрицательный тренд областей с радиационным механизмом связи и положительный с эвапотранспирационным. Но эти тренды в 21 веке не значимы, что позволяет говорить об пока относительной стабильности площадей с этими механизмами связи.
В горных тундрах, территории с доминированием эвапотранспирационного типа меньше площадей с радиационным механизмом в 2 раза. Большие значения стандартного отклонения показывают, что знак механизма связи испытывает значительные колебания из года в год, что приводит к отсутствию их значимых трендов. В горной тундре температурные аномалии могут приводить к смене механизма регулирования температуры поверхности на одной территории от года к году.
В тундрах Новой Земли площади с радиационным механизмом связи альбедо и температуры поверхности сопоставимы с площадью с эвапотранспирационного режима. Слабо отрицательные июльские тренды температуры воздуха здесь приводят к слабому росту площадей с радиационным типом связи, более характерном для арктических ландшафтов, и незначительному падению с эвапотранспирационным типом.
Территории с отрицательной связью Al-NDVI преобладают на Новой Земле, что естественно в ландшафтах с разреженной растительностью. Положительная связь Ts-NDVI превалирует в ландшафтах арктической тундры - увеличение температуры поверхности сопровождается ростом зеленой биомассы. Изменение площадей, где уменьшение растительного покрова влечет увеличение температуры поверхности (оголение подстилающей поверхности в результате различных процессов) может кардинально меняться каждый год в горных тундрах на каменистых россыпях.
Таким образом глобальное потепление влияет на спектральные характеристики ландшафтов Новой Земли и их связи только на южном острове в субарктических тундрах, мало затрагивая северные арктические ландшафты. В горных тундрах и в особенности в прибрежных районах субарктической тундры теснота связи спектральных параметров говорит о зависимости этих ландшафтов от современного колебания климата.
Работа выполнена в рамках Государственного задания № 0148-2019¬0009, и проекту РФФИ №18-05-60216