Архив
Том 21, 2024
Том 20, 2023
Том 19, 2022
Том 18, 2021
Том 17, 2020
Том 16, 2019 г.
Том 15, 2018 г.
Том 14, 2017 г.
Том 13, 2016 г.
Том 12, 2015 г.
Том 11, 2014 г.
Том 10, 2013 г.
Том 9, 2012 г.
Том 8, 2011 г.
Том 7, 2010 г.
Выпуск 6, 2009 г.
Выпуск 5, 2008 г.
Выпуск 4, 2007 г.
Выпуск 3, 2006 г.
Выпуск 2, 2005 г.
Выпуск 1, 2004 г.
Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
Ваш e-mail:
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. 2023. Т. 20. № 5. С. 130-139

Применение наземного лазерного сканера при изучении годовой и межгодовой изменчивости термокарста в Центральной Якутии

В.М. Лыткин 1, 2 , Н.И. Башарин 1, 2 , А.Ф. Жирков 1 , А.Р. Кириллин 1 , М.А. Сивцев 1, 2 
1 Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН, Якутск, Россия
2 Институт гуманитарных исследований и проблем малочисленных народов Севера СО РАН, Якутск, Россия
Одобрена к печати: 18.09.2023
DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-5-130-139
Происходящие изменения климатических параметров влияют на температурный режим верхних горизонтов многолетнемёрзлых пород, что приводит к развитию опасных криогенных процессов, в особенности к усилению термокарста на территориях с сильнольдистыми грунтами. Изменение ландшафтных условий оказывает негативное влияние на хозяйственную детальность местных сообществ Арктической зоны, поэтому всестороннее изучение термокарста становится актуальной задачей современных геокриологических исследований. В статье представлены результаты применения наземного лазерного сканера при изучении годовой и межгодовой динамики термокарста на ключевом участке исследования вблизи с. Чапчылган Амгинского р-на Республики Саха (Якутия). Полученные результаты на основе сравнительного анализа разновременной цифровой модели рельефа показали, что поверхность в пределах исследуемого участка, охваченная первичными формами термокарста (былларами), опускается в среднем на 6,7 см в год. На участках, где застаиваются весенние талые воды, просадки могут достигать до 20 см в год. Данные, полученные с помощью наземного лазерного сканера, были сопоставлены с результатами нивелирной съёмки по 19 точкам и показали относительную погрешность в 32 % для годового цикла наблюдений. Кроме расчёта вертикальных деформаций поверхности с помощью применённого метода можно получить данные об объёмах вытаявшего льда, глубине межбылларных западин и цифровую модель местности наблюдаемого участка с сантиметровым разрешением.
Ключевые слова: термокарст, наземный лазерный сканер, многолетнемерзлые породы, деградация мерзлоты, ледовый комплекс, дистанционное зондирование
Полный текст

Список литературы:

  1. Соловьев П. А. Криолитозона северной части Лено-Амгинского междуречья. М.: Изд-во АН СССР, 1959. 143 с.
  2. Anisimov O., Reneva S. Permafrost and changing climate: The Russian perspective // AMBIO. 2006. V. 35. No. 4. P. 169–175.
  3. Biskaborn B. K., Smith S. L., Noetzli J. et al. Permafrost is warming at a global scale // Nature Communications. 2019. V. 10. P. 2041–2723. DOI: 10.1038/s41467-018-08240-4.
  4. Calders K., Disney M. I., Armston J. et al. Evaluation of the range accuracy and the radiometric calibration of multiple terrestrial laser scanning instruments for data interoperability // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2017. V. 55. P. 2716–2724. DOI: 10.1109/TGRS.2017.2652721.
  5. Dixon J. C. Response of Periglacial Geomorphic Processes to Global Change // Treatise on Geomorphology. 2nd ed. 2022. V. 9. P. 440–457. DOI: 10.1016/B978-0-12-818234-5.00012-2.
  6. Fedorov A. N., Gavriliev P. P., Konstantinov P. Y. et al. Estimating the water balance of a thermokarst lake in the middle of the Lena River basin, eastern Siberia // Ecohydrology. 2014. V. 7. No. 2. P. 188–196. DOI: 10.1002/eco.1378.
  7. Fedorov A. N., Vasilyev N. F., Torgovkin Y. I. et al. Permafrost-Landscape Map of the Republic of Sakha (Yakutia) on a Scale 1:1 500 000 // Geosciences. 2018. V. 8. Article 465. DOI: 10.3390/geosciences8120465.
  8. Fischer L., Kääb A., Huggel C., Noetzli J. Geology, glacier retreat and permafrost degradation as controlling factors of slope instabilities in a high-mountain rock wall: the Monte Rosa east face // Nature Hazards Earth System Sciences. 2006. No. 6. P. 761–772. DOI: 10.5194/nhess-6-761-2006.
  9. Günther F., Overduin P. P., Sandakov A. V. et al. Short- and long-term thermo-erosion of ice-rich permafrost coasts in the Laptev Sea region // Biogeosciences. 2013. V. 10. P. 4297–4318. DOI: 10.5194/bg-10-4297-2013.
  10. Jin H., Wu Q., Romanovsky V. E. Editorial: Degrading permafrost and its impacts // Advances in Climate Change Research. 2021. V. 12. No. 1. P. 1–5. DOI: 10.1016/j.accre.2021.01.007.
  11. Jorgenson M. Thermokarst terrains // Treatise on Geomorphology. San Diego, California: Academic Press, 2013. P. 313–324. DOI: 10.1016/B978-0-12-374739-6.00215-3.
  12. Kokelj S. V., Jorgenson M. T. Advances in thermokarst research // Permafrost and Periglacial Processes. 2013. V. 24. No. 2. P. 108–119. DOI: 10.1002/ppp.1779.
  13. Konishchev V. N. Permafrost response to climate warming // Earth’s Cryosphere. 2011. V. 15. No. 4. P. 15–18.
  14. Lewkowicz A. G., Way R. G. Extremes of summer climate trigger thousands of thermokarst landslides in a High Arctic environment // Nature Communications. 2019. V. 10. Article 1329. DOI: 10.1038/s41467-019-09314-7.
  15. Liljedahl A., Boike J., Daanen R. et al. Pan-Arctic ice-wedge degradation in warming permafrost and its influence on tundra hydrology // Nature Geoscience. 2016. V. 9. P. 312–318. DOI: 10.1038/ngeo2674.
  16. Lytkin V., Suleymanov A., Vinokurova L. et al. Influence of permafrost landscapes degradation on livelihoods of Sakha Republic (Yakutia) rural communities // Land. 2021. V. 10. No. 2. Article 101. DOI: 10.3390/land10020101.
  17. Morgenstern A., Overduin P. P., Günther F. et al. Thermo-erosional valleys in Siberian ice-rich permafrost // Permafrost and Periglacial Processes. 2021. V. 32. No. 1. P. 59–75. DOI: 10.1002/ppp.2087.
  18. Osterkamp T. E., Jorgenson M. T., Schuur E. A. G. et al. Physical and ecological changes associated with warming permafrost and thermokarst in Interior Alaska // Permafrost Periglacial Processes. 2009. V. 20. No. 3. P. 235–256. DOI: 10.1002/ppp.656.
  19. Rowland J. C., Jones C. E., Altmann G. et al. Arctic landscapes in transition: responses to thawing permafrost // EOS, Trans. American Geophysical Union. 2010. V. 91. No. 26. P. 229–230. DOI: 10.1029/2010EO260001.
  20. Runge A., Nitze I., Grosse G. Remote sensing annual dynamics of rapid permafrost thaw disturbances with LandTrendr // Remote Sensing of Environment. 2022. V. 268. Article 112752. DOI: 10.1016/j.rse.2021.112752.
  21. Saito H., Iijima Y., Basharin N. I. et al. Thermokarst development detected from high-definition topographic data in Central Yakutia // Remote Sensing. 2018. V. 10. No. 10. Article 1579. DOI: 10.3390/rs10101579.
  22. Shestakova A. A., Fedorov A. N., Torgovkin Y. I. et al. Mapping the Main Characteristics of Permafrost on the Basis of a Permafrost-Landscape Map of Yakutia Using GIS // Land. 2021. V. 10. No. 5. Article 462. DOI: 10.3390/land10050462.
  23. Smith S. L., O’Neill H. B., Isaksen K. et al. The changing thermal state of permafrost // Nature Reviews Earth Environment. 2022. V. 3. P. 10–23. DOI: 10.1038/s43017-021-00240-1.
  24. Soudarissanane S., Lindenbergh R., Menenti M., Teunissen P. Scanning geometry: Influencing factor on the quality of terrestrial laser scanning points // ISPRS J. Photogrammetry and Remote Sensing. 2011. V. 66. P. 389–399. DOI: 10.1016/j.isprsjprs.2011.01.005.
  25. Streletskiy D. A., Suter L. J., Shiklomanov N. I. et al. Assessment of climate change impacts on buildings, structures and infrastructure in the russian regions on permafrost // Environmental Research Letters. 2019. V. 14. No. 2. Article 25003. DOI: 10.1088/1748-9326/aaf5e6.
  26. Tananaev N., Lotsari E. Defrosting northern catchments: Fluvial effects of permafrost degradation // Earth-Science Reviews. 2022. V. 228. Article 103996. DOI: 10.1016/j.earscirev.2022.103996.
  27. Veremeeva A., Nitze I., Günther F. et al. Geomorphological and climatic drivers of thermokarst lake area increase trend (1999–2018) in the Kolyma lowland yedoma region, North-Eastern Siberia // Remote Sensing. 2021. V. 13. No. 2. Article 178. DOI: 10.3390/rs13020178.
  28. Zhirkov A., Sivtsev M., Lytkin V. et al. An Assessment of the Possibility of Restoration and Protection of Territories Disturbed by Thermokarst in Central Yakutia, Eastern Siberia // Land. 2023. V. 12. No. 1. Article 197. DOI: 10.3390/land12010197.