Пространственная и временная изменчивость характеристик цветения цианобактерий в восточной части Финского залива в 2003-2022 гг. по данным дистанционного зондирования

Цветение потенциально опасных цианобактерий происходит в Балтийском море практически каждое лето. В условиях безоблачного неба это цветение легко обнаружить по данным дистанционного зондирования (Hansson, Hakansson, 2007; Kahru et al., 2020). Для восточной части Финского залива на основе натурных измерений в июле–августе 2012–2014 гг. был разработан региональный алгоритм оценки биомассы цианобактерий по спутниковым данным (Vazyulya et al., 2023). Уравнение множественной регрессии определяет биомассу цианобактерий как функцию показателя рассеяния назад взвесью и концентрации хлорофилла. Использование этого уравнения обеспечивает лучшую точность по сравнению с однопараметрическими, что выражается как в величине коэффициента детерминации, так и в среднеквадратической ошибке (0.61 и 272 мг/куб.м соответственно). В отличие от других алгоритмов, определяющих только площадь цветения цианобактерий в Балтийском море, наш алгоритм позволяет определять как площадь цветения, так и его интенсивность. Биологи идентифицируют цветение цианобактерий, если биомасса в верхнем перемешанном слое воды превышает 200 мг/куб.м (Wasmund, 1997). Учитывая ошибки алгоритма, пороговая величина биомассы для выявления цветения по спутниковым данным была увеличена до 300 мг/куб.м.
Для анализа пространственной и временной изменчивости характеристик цветения в этом регионе по данным спутникового сканера цвета океана MODIS-Aqua были рассчитаны среднемесячные распределения биомассы цианобактерий для июля и августа в 2003-2022 гг. Карты полученных распределений представлены в Атласе биооптическиких характеристик (https://optics.ocean.ru, Глуховец и др., 2023). Практически во все годы цветение в июле было более интенсивным, чем в августе. Значительная межгодовая изменчивость биомассы цианобактерий выявлена в центральной части изучаемого региона. Рекордное цветение за исследуемый период произошло в июле 2004 г. (средняя биомасса цианобактерий составила 780 мг/куб.м.). Наиболее слабые цветения наблюдались в 2009, 2010 и 2014 гг., когда и в июле, и в августе площади цветения не превышали 30% территории исследования. Полученные оценки характеристик цветения хорошо согласуются с данными многолетних in situ измерений в Финском заливе (Kownacka et al., 2020). Наилучшее соответствие данных натурных и спутниковых измерений наблюдается в годы интенсивного цветения.
Данные судовых измерений получены в рамках государственного задания ИО РАН по теме № FMWE-2021-0001. Обработка данных проводилась по гранту РНФ № 21-77-10059. Авторы благодарят В.Р. Таскаева, А.Н. Храпко и Т.Р. Еремину за предоставленные результаты измерений и организацию экспедиций в Финском заливе.