Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 6. С. 13-28
Индикация опасных природных явлений вариациями гравитационного поля Земли (по данным спутниковых съемок системой GRACE)
А.В. Киселев
1 , В.И. Горный
1 , С.Г. Крицук
1 , А.А. Тронин
1 1 Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН, Санкт-Петербург, Россия
Одобрена к печати: 15.11.2016
DOI: 10.21046/2070-7401-2016-13-6-13-28
Работа посвящена анализу возможности применения временных рядов вариаций поля силы тяжести Земли за 13-летний период, измеренных спутниковой системой GRACE. Для повышения надежности картографирования влагосодержания территорий на основе регистрации вариаций поля силы тяжести Земли использованы поправки на содержание водяного пара в атмосфере, выполненные по данным спутникового инфракрасного зондировщика атмосферы AIRS (спутник AQUA). Подготовлена глобальная карта приращений толщины эффективного слоя влаги за весь период работы тандема спутников GRACE. По результатам анализа этой карты выделены 12 регионов для более детального изучения характера и причин изменения толщины эффективного слоя влажности. За период исследования особенно ярко проявились изменения, связанные с дегляциацией покровных ледников Антарктиды, Гренландии, архипелагов северных морей. Рассмотрены проявления засухи и ее последствий в бассейне Волги и на Ближнем Востоке. На примере аномально высокого подъема уровня воды в нижнем течении реки Амур показаны возможности метода при прогнозировании паводков. Анализ многолетних вариаций поля силы тяжести Земли позволил сделать вывод о значимом влиянии техногенного фактора на снижение уровня озера Байкал. В результате исследований показано, что спутниковые измерения вариаций поля силы тяжести Земли позволяют проводить мониторинг гидрологического режима регионов и на этой основе прогнозировать природные явления, влияющие на уровень экологической безопасности населения.
Ключевые слова: спутник, GRACE, сила тяжести, вариации, влагосодержание, глобальные тенденции, криолитозона, засуха, паводок, прогноз, урожай, саранчовые
Полный текстСписок литературы:
- Байкальское маловодье. 21.01.2015. URL: http://blog.rushydro.ru/?p=9782.
- Киселев А.В., Муратова Н.Р., Горный В.И., Тронин А.А. Связь запасов продуктивной влаги в почве с полем силы тяжести Земли (по данным съемок спутниками GRACE) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 6. С. 43–52.
- Махинов А.Н., Ким В.И., Воронов Б.А. Наводнение в бассейне Амура 2013 года: причины и последствия // Вестник ДВО РАН. 2014. № 2. С. 5−14.
- Обобщающий доклад «Изменение климата, 2007 г.». Вклад рабочих групп I, II и III в Четвертый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Ред. Пачаури Р.К., Райзингер Э. МГЭИК, 2007. Женева, Швейцария. 104 с. URL: https://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/syr/ar4_syr_ru.pdf.
- Тронин А.А., Горный В.И., Киселев А.В., Крицук С.Г., Латыпов И.Ш. Прогнозирование вспышек саранчовых на основе материалов спутниковых съемок. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 4. С. 137−150.
- AIRS Science Team/Joao Texeira, Aqua AIRS Level 3 Monthly Standard Physical Retrieval (AIRS+AMSU). Version 006. Greenbelt, MD, USA: NASA Goddard Earth Science Data and Information Services Center (GES DISC), 2013. DOI: 10.5067/AQUA/AIRS/DATA319.
- Arendt A.A., Luthcke S.B., Larsen C.F., Abdalati W., Krabill W.B., Beedle M.J., Validation of high-resolution GRACE mascon estimates of glacier mass changes in the St Elias Mountains, Alaska, USA, using aircraft laser altimetry, Journal of Glaciology, 2008, Vol. 54, No. 188, pp. 778-787.
- Chen J.L., Tapley B.D., Wilson C.R. Alaskan mountain glacial melting observed by satellite gravimetry // Earth and Planetary Science Letters. V. 248. Issues 1–2. 2006. P. 368−378. ISSN 0012-821X. URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2006.05.039.
- Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Eds. Solomon S., Qin D., Manning M., Chen Z., Marquis M., Averyt K.B., Tignor M., Miller H.L. Cambridge University Press. Cambridge. United Kingdom and New York. NY. USA. 2007. 18 p.
- Jacob T., Wahr J., Pfeffer W.T., Swenson S. Recent contributions of glaciers and ice caps to sea level rise // Nature. 482. P. 514–518.
- Kelley C.P., Mohtadi S., Cane M.A., Seager R., Kushnir Y. Climate change in the Fertile Crescent and implications of the recent Syrian drought // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 17 March 2015. V. 112. No. 11. P. 3241–3246. DOI: 10.1073/pnas.1421533112. Url: www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1421533112.
- Khan H.H., Khan A., Shakeel A., Gennero M.-C., Minh K.D., Cazenave A. Terrestrial water dynamics in the lower Ganges—estimates from ENVISAT and GRACE // Arabian Journal of Geosciences. 2013. Vol. 6. No. 10. P. 3693−3702.
- Landerer F.W., Swenson S.C. Accuracy of scaled GRACE terrestrial water storage estimates // Water Resources Research. 2012. V. 48. W04531. P. 11. DOI: 10.1029/2011WR011453.
- McMillan M., Shepherd A., Sundal A., Briggs K., Muir A., Ridout A., Hogg A., Wingham D. Increased ice losses from Antarctica detected by CryoSat-2 // Geophys. Res. Lett. 2014. 41. P. 3899–3905.
- Moholdt G., Wouters B., Gardner A.S. Recent mass changes of glaciers in the Russian High Arctic // Geophysical Reserarch Letters. 2012. V. 39. L10502, 5. P. 1−5.
- Panet I., Pollitz F., Mikhailov V., Diament M., Banerjee P., Grijalva K. Upper mantle rheology from GRACE and GPS postseismic deformation after the 2004 Sumatra-Andaman earthquake // Geochem. Geophys. Geosyst. 2010. V. 11. No. 6. Q06008. DOI: 10.1029/2009GC002905.
- Steffen H., Gitlein O., Denker H., Müller J., Timmen L. Present rate of uplift in Fennoscandia from GRACE and absolute gravimetry // Tectonophysics. 2009. V. 474. P. 69–77.
- Swenson S.C., Wahr J. Post-processing removal of correlated errors in GRACE data // Geophys. Res. Lett. 2006. V. 33. L08402. DOI: 10.1029/2005GL025285.
- Swenson S.C. GRACE monthly land water mass grids NETCDF RELEASE 5.0. Ver. 5.0. 2012. PO.DAAC, CA, USA. Dataset accessed 2015-06-13 at URL: http://dx.doi.org/10.5067/TELND-NC005.
- Tapley B.D., Bettadpur S., Watkins M., Reigber C. The Gravity Recovery and Climate Experiment: Mission overview and early results // Geophys. Res. Lett. 2004. V. 31. L09607. DOI: 10.1029/2004GL019920.
- Velicogna I., Sutterley T.C., van den Broeke M.R. Regional acceleration in ice mass loss from Greenland and Antarctica using GRACE time-variable gravity data // J. Geophys. Res. Space Physics. 2014. V. 119. P. 8130–8137.