Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 5. С. 85-95
Дистанционный мониторинг послепожарных эффектов в криолитозоне Средней Сибири
Е.И. Пономарев
1, 2 , Т.В. Пономарева
1 1 Институт леса им. В. Н. Сукачева СО РАН, Красноярск, Россия
2 Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия
Одобрена к печати: 08.08.2018
DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-5-85-95
В работе анализируется динамика отражательной способности и тепловых аномалий постпирогенных участков в условиях криолитозоны, исследованная по материалам съёмок Terra/MODIS. Рассматриваются долговременные последствия «фона» в тепловом диапазоне 10,780–11,280 мкм, влияющие на температурный и водный режимы почв. Инструментально зафиксировано повышение средней температуры поверхности послепожарных участков в лиственничниках криолитозоны Сибири относительно фоновых значений на величину до ΔT = 7,2±1,3 °С в летний период, что на 20–40 % выше фоновых температур ненарушенных участков. Аномалии температурного фона в условиях естественного восстановления напочвенного покрова сохраняются более 10 лет. Численными методами показано, что избыточный прогрев поверхности может приводить к увеличению глубины протаивания сезонно-талого слоя на дополнительные 20 % относительно среднестатистической нормы. Также проверена гипотеза о корреляционной связи между показателем горимости лесов в бассейнах рек бореальной зоны и многолетними рядами объёмов речных стоков. В отдельные сезоны зафиксирован отклик на пирогенное воздействие, выражающийся в аномально низком стоке в летний период (r ~ –0,57…–0,83, p < 0,05).
Ключевые слова: дистанционные данные, Terra/MODIS, температура, послепожарные участки, криолитозона, сезонно-талый слой, сток рек
Полный текстСписок литературы:
- Анисимова О. А., Шерстюков А. Б. Оценка роли природно-климатических факторов в изменениях криолитозоны России // Криосфера Земли. 2016. Т. 20. № 2. С. 90–99.
- Аржанов М. М., Елисеев А. В., Демченко П. Ф., Мохов И. И. Моделирование изменений температурного и гидрологического режимов приповерхностной мерзлоты с использованием климатических данных (реанализа) // Криосфера Земли. 2007. Т. 11. № 4. С. 65–69.
- Барталев С. А., Стыценко Ф. В., Егоров В. А., Лупян Е. А. Спутниковая оценка гибели лесов России от пожаров // Лесоведение. 2015. № 2. С. 83–94.
- Барталев С. А., Егоров В. А., Жарко В. О., Лупян Е. А., Плотников Д. Е., Хвостиков С. А., Шабанов Н. В. Спутниковое картографирование растительного покрова России. М.: ИКИ РАН, 2016. 208 с.
- Валендик Э. Н., Иванова Г. А. Экстремальные пожароопасные сезоны в бореальных лесах Средней Сибири // Лесоведение. 1996. № 4. С. 12–19.
- Валендик Э. Н., Кисиляхов Е. К., Рыжкова В. А., Пономарев Е. И., Данилова И. В. Крупные пожары в таежных ландшафтах Центральной Сибири // География и природные ресурсы. 2014. № 1. С. 52–59. DOI: 10.1134/S1875372814010065.
- Виноградов Ю. Б., Семенова О. М., Виноградова Т. А. Гидрологическое моделирование: методы расчета динамики тепловой энергии в почвенном профиле // Криосфера Земли. 2015. Т. 19. № 1. С. 11–21.
- Десяткин Р. В., Десяткин А. Р., Федоров П. П. Температурный режим мерзлотно-таежных почв Центральной Якутии // Криосфера Земли. 2012. Т. 16. № 2. С. 70–78.
- Корниенко С. Г. Изучение трансформации тундрового напочвенного покрова на участках пирогенного поражения по данным спутников Landsat // Криосфера Земли. 2017. Т. 21. № 1. С. 93–104. DOI: 10.21782/KZ1560-7496-2017-1(93-104).
- Лебедева Л. С., Семенова О. М., Виноградова Т. А. Расчет глубины сезонноталого слоя в условиях различных ландшафтов колымской водно-балансовой станции на основе гидрологической модели «Гидрограф» // Криосфера Земли. 2015. Т. 19. № 2. С. 35–44.
- Лупян Е. А., Барталев С. А., Балашов И. В., Егоров В. А., Ершов Д. В., Кобец Д. А., Сенько К. С., Стыценко Ф. В., Сычугов И. Г. Спутниковый мониторинг лесных пожаров в XX веке на территории Российской Федерации (цифры и факты по данным детектирования активного горения) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 6. С. 158–175. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-6-158-175.
- Мокеев Г. А. Влияние природных и экономических условий на горимость лесов и охрану их от пожаров // Современные вопросы охраны лесов от пожаров и борьбы с ними. М.: Лесная промышленность, 1965. С. 26–37.
- Панюшкина И. П., Арбатская М. К. Дендрохронологический подход в исследовании горимости лесов Эвенкии // Сибирский экологический журнал. 1999. № 2. С. 167–173.
- Пономарев Е. И., Швецов Е. Г. Спутниковое детектирование лесных пожаров и геоинформационные методы калибровки результатов // Исследования Земли из космоса. 2015. № 1. С. 84–91. DOI: 10.7868/S0205961415010054.
- Скрябин П. Н., Варламов С. П. Термический режим грунтов нарушенных ландшафтов Центральной Якутии // Криосфера Земли. 2013. Т. 17. № 3. С. 44–49.
- Харук В. И., Двинская М. Л., Рэнсон К. Д. Пространственно-временная динамика пожаров в лиственничных лесах северной тайги Средней Сибири // Экология. 2005. № 5. С. 1–10.
- Швиденко А. З., Щепащенко Д. Г. Климатические изменения и лесные пожары в России // Лесоведение. 2013. № 5. С. 50–61.
- Bartsch A., Balzter H., George C. Influence of regional surface soil moisture anomalies on forest fires in Siberia observed from satellites // Environmental Research Letters. 2009. No. 4. 9 p. DOI: 10.1088/1748-9326/4/4/045021.
- Bring A., Shiklomanov A., Lammers R. B. Pan-Arctic river discharge: Prioritizing monitoring of future climate change hot spots // Earth’s Future. 2017. V. 5. No. 1. P. 72–92. DOI: 10.1002/2016EF000434.
- Forkel M., Thonicke K., Beer C., Cramer W., Bartalev S., Schmullius C. Extreme fire events are related to previous-year surface moisture conditions in permafrost-underlain larch forests of Siberia // Environmental Research Letters. 2012. No. 7. 9 p. DOI: 10.1088/1748-9326/7/4/044021.
- Gabysheva L. P., Isaev A. P. Forest fires’ impact on microclimatic and soil conditions in the forests of cryolithic zone (Yakutia, North-Eastern Russia) // Сибирский лесной журнал. 2015. №. 6. P. 96–111. DOI: 10.15372/SJFS20150609.
- Holmes R. M., Shiklomanov A. I., Tank S. E., McClelland J. W., Tretiakov M. River Discharge // Arctic Report Card: Update for 2015. 2015. URL: https://www.arctic.noaa.gov/Report-Card/Report-Card-2015/ArtMID/5037/ArticleID/227/River-Discharge.
- Ivanova G. A. The history of forest fire in Russia // Dendrochronologia. 1999. V. 16–17. P. 147–161.
- Ponomarev E. I., Kharuk V. I., Ranson J. K. Wildfires Dynamics in Siberian Larch Forests // Forests. 2016. V. 7. No. 125. P. 1–9. DOI: 10.3390/f7060125.
- Vermote E., Wolfe R. MOD09GQ MODIS/Terra Surface Reflectance Daily L2G Global 250m SIN Grid V006 [Data set]. NASA EOSDIS LP DAAC. 2015. DOI: 10.5067/MODIS/MOD09GQ.006.
- Wan Z., Hook S., Hulley G. MOD11A1 MODIS/Terra Land Surface Temperature/Emissivity Daily L3 Global 1km SIN Grid V006 [Data set]. NASA EOSDIS LP DAAC. 2015. DOI: 10.5067/MODIS/MOD11A1.006.