Исследование особенностей динамики термокарстовых озер Западной Сибири и Таймыра с использованием спутниковых снимков

Прогнозируемое продолжение повышения температуры многие специалисты связывают с эмиссией метана и углекислого газа в атмосферу, основными источниками которой на северных территориях являются болота и термокарстовые озера. По оценкам специалистов значительная часть мирового объема природного метана сосредоточена в Западной Сибири, большую часть территории которой занимают своеобразные болотно-озерные ландшафты с бесчисленным множеством озер разных размеров и возраста. В связи с труднодоступностью территорий в зоне мерзлоты исследования таких ландшафтов проводят с использованием спутниковых снимков. Как показано в [1,2], таяние мерзлоты в условиях современного потепления климата приводит к ускорению термокарстовых процессов, что проявляется в изменении размеров и числа термокарстовых озер в зоне мерзлоты. Исследования [3-5], проведённые на территории Аляски, Скандинавии и Сибири, выявили зависимость динамики термокарстовых озер от климатических изменений и географического расположения территории. Целью работы явилось исследование особенностей динамики термокарстовых озер в зонах мерзлоты на территориях Западной Сибири и Таймыра по спутниковым снимкам Landsat.
Для получения данных о площадях термокарстовых озер было выбрано 29 тестовых участков (ТУ) на территории Западной Сибири и 25 ТУ - на Таймыре. Размеры тестовых участков выбирались приблизительно одинаковыми по площади (в среднем около 3500 га). На каждый из тестовых участков было собрано не менее 3-5 безоблачных снимков Landsat, полученных в теплые месяцы в период 1973 – 2020 гг. При проведении анализа взаимосвязи динамики термокарстовых озер с климатическими изменениями на исследуемых территориях использовались временные ряды площадей озер, среднегодовой температуры воздуха и годовой суммы осадков, последние два из которых получены методом реанализа с использованием систем ERA-5, ERA-40, ERA-Interim и др.
Изучение взаимосвязи изменений климата и динамики площадей термокарстовых озер проведено на основе многофакторного регрессионного анализа данных совместных исследований временных изменений площадей термокарстовых озер, температуры воздуха и уровня осадков. В результате проведенного анализа установлены существенные различия в динамике площадей озер на разных территориях. При практически одинаковом темпе повышения среднегодовой температуры на сравниваемых территориях наблюдается в среднем сокращение площадей озер в исследованиях на территории Западной Сибири и их рост - в Таймырской зоне мерзлоты. Различие тенденций в динамике площадей озер в зонах мерзлоты на территориях Западной Сибири и Таймыра, по нашему мнению, может быть объяснено тем, что исследуемая территория в Таймырской тундре располагается в зоне сплошной мерзлоты, а в Западной Сибири территория исследований кроме сплошной включала и подзоны прерывистой и островной мерзлоты, термокарстовые процессы в которых под влиянием потепления сопровождаются дренажем воды из малых озер, приводящему, согласно [1-3], к сокращению суммарных площадей озер.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и Администрации Томской области в рамках научного проекта № 18-47-700001.