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. 285-303

Пространственно-временная изменчивость плюмов рек Терек и Сулак по спутниковым данным и синхронным натурным измерениям

К.Р. Назирова 1 , О.Ю. Лаврова 1 , Я.О. Алферьева 2 , Н.А. Князев 1 
1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
2 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия
Одобрена к печати: 18.10.2023
DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-5-285-303
Статья посвящена исследованию пространственно-временной изменчивости плюмов рек Терек и Сулак, впадающих в Каспийское море, и определению трёхмерной структуры этих плюмов, на основе совместного анализа спутниковых данных и синхронных подспутниковых измерений in situ. В качестве спутниковой информации использовались данные видимого диапазона высокого пространственного разрешения сенсоров MSI (англ. MultiSpectral Instrument) Sentinel 2 и OLI/OLI-2 (англ. Operational Land Imager) Landsat-8, -9. Синхронные со спутниковой съёмкой измерения in situ основных параметров плюмов были проведены в июне 2023 г. с маломерного судна. В результате спутникового мониторинга приустьевых зон рек Терек и Сулак за период с 2014–2022 гг. было определено, что 73 км береговой черты побережья Дагестана севернее г. Махачкалы потенциально подвержены загрязнению, попадающему в море с водами этих рек. Анализ полученных спутниковых изображений показал, что наблюдается ярко выраженная пространственная асимметрия в направлении распространения выносов рек. Для обеих рек на большом временном интервале существует доминирующее направление распространения, а именно юго-восточное. Была выявлена сезонная изменчивость проявления на спутниковых изображениях плюмов рек Терек и Сулак. На основе спутниковых данных и синхронных подспутниковых измерений in situ в июне 2023 г. была получена трёхмерная структура плюмов рек Терек и Сулак и определено пространственное распределение основных параметров: температуры, солёности, мутности и концентрации хлорофилла а. Было установлено, что глубина проникновения речных вод не превышает 1,5–2 м и, несмотря на количество взвешенного вещества, выносимого с речным стоком, и расхода реки, основная масса взвеси аккумулируется в одной и той же локализованной области, примерно в 500 м от берега. На основе рентгенофазового анализа проб воды, отобранных на ближайших к устьям станциях и на границах плюмов, был определён минеральный состав взвеси и его изменение в различных областях плюмов. Неоднократное совпадение границ области влияния речных вод, установленных по спутниковых данным и измеренных in situ, позволяет с уверенностью использовать методы дистанционного зондирования для мониторинга приустьевых районов без привлечения натурных данных.
Ключевые слова: речные плюмы, мутность воды, концентрация взвешенного вещества, минеральный состав взвеси, спутниковые данные видимого диапазона, измерения in situ, MSI Sentinel 2, OLI/OLI-2 Landsat-8, -9, Каспийское море, Терек, Сулак
Полный текст

Список литературы:

  1. Айбулатов Н. А., Завьялов П. О., Пелевин В. В. Особенности гидрофизического самоочищения российской прибрежной зоны Черного моря близ устьев рек // Геоэкология. 2008. № 4. С. 301–310.
  2. Журбас В. М., Завьялов П. О., Свиридов А. С., Лыжков Д. А., Андрулионис Е. Е. О переносе стока малых рек вдольбереговым бароклинным морским течением // Океанология. 2011. Т. 51. № 3. С. 440–449.
  3. Завьялов П. О., Маккавеев П. Н., Коновалов Б. В. и др. Гидрофизические и гидрохимические характеристики морских акваторий у устьев малых рек российского побережья Черного моря // Океанология. 2014. Т. 54. № 3. С. 293–308. DOI: 10.7868/S0030157414030150.
  4. Иванов В. А., Ильин Ю. П. Атмосферные и гидрологические условия, способствующие распространению речных вод в северо-западной части Черного моря // Комплекс. эколог. исслед. Черного моря. Севастополь: МГИ НАН Украины, 1995. С. 68–81.
  5. Короткина О. А., Завьялов П. О., Осадчиев А. А. Субмезомасштабная изменчивость полей течения и ветра в прибрежной акватории Сочи // Океанология. 2011. Т. 51. № 5. С. 797–806.
  6. Кравцова В. И., Митькиных Н. С. Устья рек России. Атлас космических снимков / под ред. В. Н. Михайлова. М.: Науч. мир, 2013. 124 с.
  7. Лаврова О. Ю., Митягина М. И., Уваров И. А., Лупян E. 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.
  8. Лаврова О. Ю., Назирова К. Р., Алферьева Я. О. и др. Сопоставление параметров плюмов рек Сулак и Терек на основе спутниковых данных и измерений in situ // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 5. С. 264–283. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-5-264-283.
  9. Лаврова О. Ю., Назирова К. Р., Алферьева Я. О. и др. Изменение параметров плюма реки Сулак после схода селевых потоков в горах Дагестана // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 3. С. 323–329. DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-3-323-329.
  10. Назирова К. Р., Лаврова О. Ю., Краюшкин Е. В. и др. Особенности выявления параметров речного плюма контактными и дистанционными методами // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 2. С. 227–243. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-2-227-243.
  11. Осадчиев А. А., Барымова А. А., Седаков Р. О. и др. Гидрофизическая структура и динамика течения плюма реки Кодор // Океанология. 2021. Т. 61. № 1. С. 5–20. DOI: 10.31857/S0030157421010159.
  12. Симонов А. И. Гидрология и гидрохимия устьевого взморья в морях без приливов. М.: Гидрометеоиздат, 1969. 230 с.
  13. Cai L., Tang D., Li X. et al. Remote sensing of spatial-temporal distribution of suspended sediment and analysis of related environmental factors in Hangzhou Bay, China // Remote Sensing Letters. 2015. V. 6(8). P. 597–603. https://doi.org/10.1080/2150704X.2015.1062158.
  14. Clark J. B., Mannino A. The Impacts of Freshwater Input and Surface Wind Velocity on the Strength and Extent of a Large High Latitude River Plume // Frontiers in Marine Science. 2022. V. 8. Article 793217. DOI: 10.3389/fmars.2021.793217.
  15. Devlin M. J., Petus C., da Silva E. et al. Water Quality and River Plume Monitoring in the Great Barrier Reef: An Overview of Methods Based on Ocean Colour Satellite Data // Remote Sensing. 2015. V. 7. P. 12909–12941. https://doi.org/10.3390/rs71012909.
  16. Estourne С., Kondrachoff V., Marsaleix P., Vehil R. The plume of the Rhône: numerical simulation and remote sensing // Continental Shelf Research. 1997. V. 17(8). P. 899–924. DOI: 10.1016/S0278-4343(96)00064-7.
  17. Horner-Devine A. R., Hetland R. D., MacDonald D. G. Mixing and transport in coastal river plumes // Annual Review of Fluid Mechanics. 2015. V. 47. P. 569–594. https://doi.org/10.1146/annurev-fluid-010313-141408.
  18. Lavrova O., Nazirova K., Soloviev D. Internal Waves on River Plumes // IGARSS 2018. IEEE Intern. Geoscience and Remote Sensing Symp. 2018. P. 7937–7940. DOI: 10.1109/IGARSS.2018.8517318.
  19. Nash J., Moum J. River plumes as a source of large-amplitude internal waves in the coastal ocean // Nature. 2005. V. 437. P. 400–403. https://doi.org/10.1038/nature03936.
  20. Nazirova K., Alferyeva Y., Lavrova O. et al. Comparison of in situ and Remote-Sensing Methods to Determine Turbidity and Concentration of Suspended Matter in the Estuary Zone of the Mzymta River, Black Sea // Remote Sensing. 2021. V. 13. Article 143. https://doi.org/10.3390/ rs13010143.
  21. O’Donnell J., Marmorino G. O., Trump C. L. Convergence and downwelling at a river plume front // J. Physical Oceanography. 1998. V. 28. P. 1481–1495.
  22. Osadchiev A. A. Estimation of river discharge based on remote sensing of a river plume // Proc. SPIE. Remote Sensing of the Ocean, Sea Ice, Coastal Waters, and Large Water Regions. 2015. V. 9638. Article 96380H. http://dx.doi.org/10.1117/12.2192672.
  23. Park K. Columbia river plume identification by specific alkalinity // Limnology and Oceanography. 1966. V. 11. No. 1. P. 118–120. DOI: 10.4319/lo.1966.11.1.0118.