Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. №3. С. 54-72
Спутниковый мониторинг интенсивного цветения водорослей в Рыбинском водохранилище
О.Ю. Лаврова
1 , Д.М. Соловьев
2 , А.Я. Строчков
1 , В.Д. Шендрик
3 1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
2 Морской гидрофизический институт, Севастополь, Крым
3 Международный университет природы, общества и человека «Дубна», Дубна, Россия
Рассматриваются возможности и ограничения использования данных дистанционного зондирования из космоса для выявления областей интенсивного цветения водорослей. Спутниковые наблюдения проводились над акваторией Рыбинского водохранилища. Исследования базировались на изображениях, полученных с помощью сенсоров спутников серии Landsat, ASAR и MERIS Envisat, SAR ERS-2. Делается вывод, что данные спутников Landsat лучше всего подходят для выявления областей цветения цианобактерий, а на радиолокационных изображениях лучше проявляются акватории, подверженные интенсивному цветению диатомовых водорослей. На основе информации, полученной сенсором MERIS Envisat строились карты концентрации хлорофилла-а и интегрального количества взвешенного вещества, для получения количественных оценок биомассы водорослей. Показано, что для случаев интенсивного цветения цианобактерий, когда на поверхности воды образуются плотные скопления водорослей, стандартные алгоритмы, разработанные NASA для данных MERIS Envisat, имеют серьезные ограничения. Результаты, полученные на основе анализа спутниковой информации, сравнивались с результатами натурных измерений с судна, которые проводились в июне и августе 2010 и 2013 г. Прослеживается хорошая корреляция на качественном уровне. Проводится сравнение с биогенным загрязнением в Балтийском море.
Ключевые слова: интенсивное цветение водорослей, цианобактерии, диатомовые водоросли, спутниковые наблюдения, радиолокационное зондирование, Рыбинское водохранилище, Балтийское море, Landsat, Envisat.
Полный текстСписок литературы:
- Каримова С. С., Лаврова О. Ю., Соловьев Д. М. Наблюдение вихревых структур Балтийского моря с помощью радиолокационных и радиометрических спутниковых данных // Исследование Земли из космоса. 2011. №5. С. 15 - 23.
- Копылов А. И. Современное состояние экосистемы Рыбинского водохранилища. СПб.: Гидрометеоиздат, 1993. С. 1 – 254.
- Корнева Л.Г., Минеева Н.М., Елизарова В.А. и др. Экология фитопланктона Рыбинского водохранилища. Тольятти: 1999. 264 с.
- Лаврова О. Ю., Костяной А. Г., Лебедев С. А., Митягина М. И., Гинзбург А. И., Шеремет Н. А. Комплексный спутниковый мониторинг морей России. М.: ИКИ РАН, 2011. 472 с.
- Литвинов А. С., Законнова А. В. Термический режим Рыбинского водохранилища при глобальном потеплении // Метеорология и гидрология. 2012. № 9. С. 91-96.
- Митягина М.И., Лаврова О.Ю. Особенности проявления на спутниковых радиолокационных изображениях корабельных следов в областях интенсивного цветения фитопланктона // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т.11. № 3. С. 73-87.
- Поддубный С. А. Комплексный метод верификации гидродинамических моделей. Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат, 1993. С. 47 – 64.
- Ermakov S. A., Kapustin I. A., Lazareva T. N., Sergievskaya I. A., and N. V. Andriyanova. On the Possibilities of Radar Probing of Eutrophication Zones in Water Reservoirs // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2013. V. 49. No. 3. pp. 307–314.
- Hansson M., Hakansson B. The Baltic Algae Watch System - a remote sensing application for monitoring cyanobacterial blooms in the Baltic Sea // Journal of Applied Remote Sensing. 2007. 1(1):011507.
- Kahru M., Savchuk O.P., Elmgren R. Satellite measurements of cyanobacterial bloom frequency in the Baltic Sea: interannual and spatial variability // Marine Ecology-Progress Series. 207. 343. P.15-23.
- Lavrova O. Yu., Mityagina M. I., Bocharova T. Yu. Manifestation of ship wakes in satellite images in periods of intense algae bloom // Proc. of IEEE/OES Baltic Symposium 2014: Measuring and Modeling of Multi-Scale Interactions in the Marine Environment. Tallinn. 2014. 6 p.
- Lavrova O., Karimova S., Mityagina M. Eddy activity in the Baltic Sea retrieved from satellite SAR and optical data // Proc. 3rd Intern. Workshop SeaSAR 2010. Ed.: ESA. 2010. Special Publication ESA-SP-679. 5 p.
- Reinart A., Kutser T. Comparison of different satellite sensors in detecting cyanobacterial bloom events in the Baltic Sea // Remote Sensing of Environment. 2006. V. 102(1-2). P. 74–85.