Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 5. С. 34-44

Спутниковое картирование риска перегрева поверхности городской среды (на примере Санкт-Петербурга)

С.Г. Крицук 1 , В.И. Горный 1 , И.Ш. Латыпов 1 , А.А. Павловский 2 , А.А. Тронин 1 
1 Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН, Санкт-Петербург, Россия
2 Научно-исследовательский и проектный центр Генерального плана Санкт-Петербурга, Санкт-Петербург, Россия
Одобрена к печати: 19.08.2019
DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-5-34-44
Предложен методологический подход к комплексированию пространственных данных дистанционного зондирования с временными рядами измеренных на земле характеристик. Подход реализован на примере спутникового картирования рисков (вероятностей) перегрева городской среды. Знание этих рисков необходимо для оценок экономических потерь от нарушения движения автотранспорта при размягчении дорожного покрытия. Актуальность проблемы вызвана наблюдающимся глобальным потеплением. В качестве объекта исследования выбран Санкт-Петербург. Материалами для исследования явились данные спутников серии LandSat и результаты стандартных срочных наблюдений на метеостанциях. Приведены теоретические основы спутникового картирования риска перегрева поверхности городской среды. Выполнен анализ устойчивости оценок рисков в зависимости от выбора опорной метеостанции и от количества спутниковых съёмок. Окончательным результатом стала карта риска перегрева поверхности городской среды. Показано, что высокими рисками перегрева характеризуются промышленные районы, а минимальными ― рекреационные зоны и территории, застроенные во второй половине прошлого века пятиэтажками. Отмечено, что полученные результаты могут быть использованы при принятии управленческих решений, направленных на парирование угроз экологической безопасности из-за перегрева городской среды в результате глобального потепления. Сделан вывод о высокой эффективности и экономичности предложенного подхода.
Ключевые слова: город, потепление климата, асфальт, перегрев, спутник, дистанционное зондирование, риск
Полный текст

Список литературы:

  1. Балдина Е. А., Грищенко М. Ю. Исследование «теплового острова» Москвы по разносезонным снимкам Landsat 7/ETM+ // Геоинформатика. 2011. № 3. С. 62–69.
  2. Варенцов М. И., Константинов П. И., Самсонов Т. Е., Репина И. А. Изучение феномена городского острова тепла в условиях полярной ночи с помощью экспериментальных измерений и дистанционного зондирования на примере Норильска // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 4. С. 329–337.
  3. Горный В. И., Крицук С. Г., Латыпов И. Ш., Тронин А. А., Шилин Б. В. Дистанционный измерительный мониторинг теплопотерь городских и промышленных агломераций (на примере Санкт-Петербурга и Хельсинки) // Теплоэффективные технологии. Информац. бюл. № 2. 1997. C. 17–23.
  4. Горный В. И., Лялько В. И., Крицук С. Г., Латыпов И. Ш., Тронин А. А., Филиппович В. Е., Станкевич С. А., Бровкина О. В., Киселев А. В., Давидан Т. А., Лубский Н. С., Крылова А. Б. Прогноз тепловой реакции городской среды Санкт-Петербурга и Киева на изменение климата (по материалам съемок спутниками EOS и Landsat) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 2. С. 176–191.
  5. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров / пер. с англ. М.: Наука, 1970. 720 с.
  6. МГЭИК, 2014: Изменение климата, 2014 г.: Обобщающий доклад. Вклад Рабочих групп I, II и III в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата / основная группа авторов, Р. К. Пачаури и Л. А. Мейер (ред.). Женева: МГЭИК, 2014. 163 c. URL: http://www.meteorf.ru/upload/iblock/69e/Izmenenie-klimata-N51-NovDec-2014.pdf/.
  7. Менжулин Г. В., Павловский А. А. Комплексная методика расчета и оценки нарушений естественного климатического режима в мегаполисе Санкт-Петербург // Ученые записки Российского гос. гидрометеоролог. ун-та. 2016. № 43. С. 154–173.
  8. О нормативах денежных затрат на содержание и ремонт автомобильных дорог федерального значения и правилах их расчета. Постановление Правительства РФ № 539 от 23.08.2007.
  9. Периоды сильной жары: угрозы и ответные меры // Сер.: «Здоровье и глобальное изменение окружающей среды». № 2. Копенгаген: Европейское Бюро ВОЗ, 2005. 121 c. URL: http://www.euro.who.int/__data/assets/pdf_file/0009/96975/E82629R.pdf/.
  10. Яглом И. М., Яглом А. М. Вероятность и информация. М.: Наука, 1973. 512 с.
  11. Allen M. R., Dube O. P., Solecki W., Aragón-Durand F., Cramer W., Humphreys S., Kainuma M., Kala J., Mahowald N., Mulugetta Y., Perez R., Wairiu M., Zickfeld K. Global warming of 1.5 C: An IPCC Special Report on the impacts of global warming of 1.5 °C above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways, in the context of strengthening the global response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to eradicate poverty. 2018. URL: https://www.ipcc.ch/sr15/.
  12. Bornstein R. D. Observations of the Urban Heat Island Effect in New York City // J. Applied Meteorology. 1968. V. 7. No. 4. P. 575–582. URL: https://journals.ametsoc.org/doi/pdf/10.1175/1520-0450%281968%29007%3C0575%3AOOTUHI%3E2.0.CO%3B2 (accessed in 2019).
  13. Guoyin C., Mingyi D., Xue Y. Monitoring of urban heat island effect in Beijing combining ASTER and TM data // Intern. J. Remote Sensing. 2011. V. 32. No. 5. P. 1213–1232.
  14. Gutierrez E., Gonzalez J. E., Martilli A., Bornstein R., Arend M. Simulations of a Heat-Wave Event in New York City Using a Multilayer Urban Parameterization // J. Applied Meteorology and Climatology. 2015. V. 54. P. 283–301.
  15. Hu Y., Jia G., Pohl C., Feng Q., He Y., Gao H., Xu R., van Genderen J., Feng J. Improved monitoring of urbanization processes in China for regional climate impact assessment // Environmental Earth Sciences. 2015. V. 73. Iss. 12. P. 8387–8404.
  16. Javier M. V., Sarricolea P., Moreno-García C. On the definition of urban heat island intensity: the “rural” reference // Frontiers in Earth Science. 2015. V. 3. Article 24. P. 1–3. URL: https://www.researchgate.net/publication/277217810_On_the_definition_of_urban_heat_island_intensity_The_rural_reference/.
  17. Oke T. R., Johnson G. T., Steyn D. G., Watson I. D. Simulation of surface urban heat islands under ‘ideal’ conditions at night part 2: Diagnosis of causation // Boundary-Layer Meteorology. 1991. V. 56(4). P. 339–358. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/BF00119211/.
  18. Park M. S., Park S. H., Chae J. H., Choi M. H., Song Y., Kang M. High-Resolution Urban Observation Network for a User-Specific Meteorological Information Service in the Seoul Metropolitan Area, Korea // Atmospheric Measurement Techniques Discussions. 2016. P. 1–25.
  19. Price J. C. Assessment of the Urban Heat Island Effect Through the Use of Satellite Data // Monthly Weather Review. 1979. V. 107. P. 1554–1557. DOI: http://dx.doi.org/10.1175/1520-0493(1979)107<1554:AOTUHI>2.0.CO;2/.
  20. Yu X., Guo X., Wu Zh. Land Surface Temperature Retrieval from Landsat 8 TIRS—Comparison between Radiative Transfer Equation-Based Method, Split Window Algorithm and Single Channel Method // Remote Sensing. 2014. No. 6. P. 9829–9852. DOI: 10.3390/rs6109829.
  21. Zhou D., Xiao J., Bonafoni S., Berger C., Deilami K., Zhou Y., Frolking S., Yao R., Qiao Z., Sobrino J. A. Satellite Remote Sensing of Surface Urban Heat Islands: Progress, Challenges, and Perspectives // Remote Sensing. 2019. V. 11. Iss. 1. P. 48. URL: https://www.mdpi.com/2072-4292/11/1/48/.