Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 3. С. 254-267
Горизонтальная тонкая структура течения речных вод в дельте Волги по спутниковым данным высокого пространственного разрешения
А.Г. Костяной
1, 2 , О.Ю. Лаврова
3 , А.А. Полухин
1 , А.В. Костылева
1 , П.В. Хлебопашев
1 , Д.М. Соловьев
4 , П.Д. Жаданова
3 1 Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, Россия
2 Московский университет имени С.Ю. Витте, Москва, Россия
3 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
4 Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия
Одобрена к печати: 27.06.2023
DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-3-254-267
С 1995 г. по настоящее время уровень Каспийского моря снизился почти на 3 м, что существенным образом сказывается на морфометрии и экологическом состоянии мелководных районов. В первую очередь это касается мелководного Северного Каспия и особенно дельты Волги, которая за эти годы выдвинулась на 10–20 км вперёд и приросла примерно на 3 тыс. км2 по площади. Изменения морфометрических характеристик дельты Волги неизбежно сказываются на гидродинамических, гидрофизических, гидрохимических и гидробиологических характеристиках речных вод в авандельте. С 18 по 20 мая 2021 г. в юго-западной части дельты Волги были проведены комплексные гидрофизические, гидрохимические и гидробиологические исследования речных вод. Всего было выполнено 32 станции, на которых проводились измерения температуры поверхности воды, электропроводности, мутности, концентрации хлорофилла а и кислорода, а также отбирались пробы для дальнейшего анализа в лабораторных условиях. Они показали сложную картину распределения исследуемых параметров как вдоль водотоков, так и поперёк них. Разобраться в пространственном распределении этих параметров помогли только оптическое и инфракрасное спутниковые изображения высокого пространственного разрешения OLI/TIRS (англ. Operational Land Imager/Thermal Infrared Sensor) Landsat-8, полученные 20 мая 2021 г. почти синхронно с проводимыми исследованиями в дельте Волги. В результате анализа этих спутниковых изображений впервые удалось выявить тонкую горизонтальную структуру водотоков, представляющую собой чередование чётких несмешивающихся узких струй, с существенно различающимися характеристиками по температуре, взвешенному веществу и хлорофиллу а.
Ключевые слова: дельта Волги, горизонтальная тонкая структура вод, температура поверхности воды, взвесь, хлорофилл a, мутность вод, концентрация кислорода, электропроводность, общее содержание взвешенного вещества, дистанционное зондирование, OLI/TIRS Landsat-8
Полный текстСписок литературы:
- Амбросимов А. К., Амбросимов Д. А., Маккавеев П. Н., Налбандов Ю. Р., Скибинский Л. Э., Хлебопашев П. В. Гидрохимическая обстановка на полигоне «Чистая банка» в авандельте Волги // Океанология. 2009. Т. 49. № 5. С. 681–693.
- Бреховских В. Ф., Волкова З. В., Савенко А. В. Высшая водная растительность и накопительные процессы в дельте р. Волги // Аридные экосистемы. 2009. Т. 15. № 3(39). С. 34–45.
- Корнеев И. А. Высшая водная растительность и развитие дельты Волги // Комплексные исслед. Северного Каспия / ред. И. А. Корнеев, P. M. Хайдаров. М.: Наука, 1988. С. 84–93.
- Костяной А. Г., Еремина Т. Р., Иванов В. В., Лобанов В. Б., Кровнин А. С., Амосова В. М., Афанасьев Д. Ф., Барабанов В. В., Белоусов В. Н., Волощук Е. В., Гинзбург А. И., Гордеева С. М., Долгов А. В., Жукова С. В., Зезера А. С., Зуенко Ю. И., Лардыгина Е. Г., Лебедев С. А., Лучин В. А., Мезенцева Л. И., Михайлова А. В., Разинков В. П., Ростов И. Д., Серых И. В., Трусенкова О. О., Устинова Е. И., Хен Г. В. Морские природные системы // Третий оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации / под ред. В. М. Катцова. СПб.: Наукоемкие технологии, 2022. С. 192–238.
- Лаврова О. Ю., Митягина М. И., Уваров И. А., Лупян Е. А. Текущие возможности и опыт использования информационной системы See the Sea для изучения и мониторинга явлений и процессов на морской поверхности // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С. 266–287. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-3-266-287.
- Лаврова О. Ю., Митягина М. И., Костяной А. Г. Спутниковые методы исследования изменчивости Каспийского моря. М.: ИКИ РАН, 2022. 250 с.
- Лупян Е. А., Прошин А. А., Бурцев М. А., Кашницкий А. В., Балашов И. В., Барталев С. А., Константинова А. М., Кобец Д. А., Мазуров А. А., Марченков В. В., Матвеев А. М., Радченко М. В., Сычугов И. Г., Толпин В. А., Уваров И. А. Опыт эксплуатации и развития центра коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных (ЦКП «ИКИ-Мониторинг») // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С. 151–170. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-3-151-170.
- Маккавеев П. Н., Виноградова Е. Л., Хлебопашев П. В. Биохимическая трансформация плоскостного стока р. Волга // 8-я Международ. конф. «Водные экосистемы, организмы, инновации-8»: сб. тр. Москва, 2006. М.: МАКС ПРЕСС, 2007. С. 65.
- Расчистка Гандуринского канала-рыбохода // Главрыбвод. Каспийский филиал. 2023. https://kaspfilrybvod.ru/raschistka-gandurinskogo-kanala-rybohoda/.
- Хлебопашев П. В., Полухин А. А., Литвинов К. В., Борисенко Г. В., Буханов М. В., Грабовский А. Б., Завьялов П. О., Калинина О. Ю., Костылева А. В., Кременецкий В. В., Селиверстова А. М., Степанова С. В. Экспедиционные исследования современного состояния экосистемы авандельты р. Волги в период половодья // Океанология. 2022. Т. 62. № 5. С. 838–840. DOI: 10.31857/S0030157422050069.
- Doerffer R. OLCI Level 2. Algorithm Theoretical Basis Document. Ocean Colour Turbid Water. Document Ref: S3-L2-SD-03-C11-GKSS-ATBD. Version: 2.0 / GKSS Research Center. Institute for Coastal Research. Germany, 2010. 50 p. http://step.esa.int/docs/extra/OLCI_L2_ATBD_Ocean_Colour_Turbid_Water.pdf.
- Dogliotti A. I., Ruddick K. G., Nechad B., Doxaran D., Knaeps E. A single algorithm to retrieve turbidity from remotely-sensed data in all coastal and estuarine waters // Remote Sensing of Environment. 2015. V. 156. P. 157–168. https://doi.org/10.1016/j.rse.2014.09.020.
- Kostianoy A. G., Lavrova O. Yu., Strochkov A. Ya. Satellite instrumentation and technique for monitoring of seawater quality // Instrumentation and Measurement Technologies for Water Cycle Management / eds. A. Di Mauro, A. Scozzari, F. Soldovieri. Cham, Switzerland: Springer Nature, 2022. P. 79–109. https://doi.org/10.1007/978-3-031-08262-7_5.
- Kostyleva A., Sapozhnikov Ph., Kalinina O., Stepanova S., Polukhin A., Kazakova U. Hydrochemical conditions for the formation of pelagic algocenoses of the Volga River Delta // Diversity. Spec. Iss. “Estuaries Ecology and Coastal Marine Waters”. 2023 (submitted).
- Kravchishina M. D., Novigatskii A. N., Politova N. V., Zernova V. V., Mosharov S. A., Dara O. M., Klyuvitkin A. A. Studying the biogenic and abiogenic parts of suspended particulate matter in the Volga Delta during spring flood of May 2008 // Water Resources. 2013. V. 40. No. 2. pp. 143–156.
- Lavrova O. Yu., Mityagina M. I., Kostianoy A. G. Online database “See the Sea” for the Caspian Sea // Ecologica Montenegrina. 2019. V. 25. P. 79–90.
- Nechad B., Ruddick K., Schroeder T., Oubelkheir K., Blondeau-Patissier D., Cherukuru N., Brando V., Dekker A., Clementson L., Banks A. C., Maritorena S., Werdell J., Sá C., Brotas V., Caballero de Frutos I., Ahn Y.-H., Salama S., Tilstone G., Martinez-Vicente V., Foley D., McKibben M., Nahorniak J., Peterson T., Siliò-Calzada A., Röttgers R., Lee Z., Peters M., Brockmann C. CoastColour Round Robin data sets: A database to evaluate the performance of algorithms for the retrieval of water quality parameters in coastal waters // Earth System Science Data. 2015. V. 7. P. 319–348. http://doi.org/10.5194/essd-7-319-2015.
- Vanhellemont Q., Ruddick K. Advantages of high quality SWIR bands for ocean colour processing: Examples from Landsat-8 // Remote Sensing of Environment. 2015. V. 161. P. 89–106. https://doi.org/10.1016/j.rse.2015.02.007.