Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2025. Т. 22. № 3. С. 193-206
Проявление летнего потепления в изменениях спектральных характеристик поверхности природных зон России
Т.Б. Титкова
1 , А.Н. Золотокрылин
1 1 Институт географии РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 23.04.2025
DOI: 10.21046/2070-7401-2025-22-3-193-206
Рассматривается изменение спектральных характеристик поверхности на основе данных MODIS (англ. Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer), в частности вегетационного индекса, альбедо и температуры поверхности, и их связи в суббореальной, бореальной и субарктической зонах в выявленных районах максимального летнего роста температуры воздуха на территории России. Возможные изменения природных зон при потеплении климата тесно связаны с механизмами регулирования температуры подстилающей поверхности (радиационного и эвапотранспирационного). По данным наблюдений выявлено, что изменение температуры между 1991–2020 и 1961–1990 гг. неоднородно в течение летнего периода и затрагивает большое число природных зон России. Потепление максимально в июне на большей части Азиатской России с максимумом в субарктической зоне, в июле проявляется в большей степени в южной части Средней Сибири (Прибайкалье и Забайкалье), а в августе — в суббореальной зоне юга Европейской России. В районах максимального летнего роста температуры воздуха определены площади с радиационным типом регулирования температуры поверхности, сопровождающимся слабо развитым или отсутствующим растительным покровом, и рассчитаны их тренды. Показано, что в суббореальной зоне юга европейской территории России потепление климата на фоне деградации растительности поддерживает и может увеличивать территории с радиационным типом регулирования температуры поверхности, создавая новые сезонные очаги опустынивания. Получено, что в бореальной зоне юга Средней Сибири при превалировании эвапотранспирационного типа регулирования температуры поверхности повышение температуры и неблагоприятные природные условия мозаично могут поддерживать радиационный тип регулирования температуры поверхности. Выявлено, что увеличение температуры в субарктической зоне может привести к сокращению площади с радиационным типом регулирования температуры поверхности в результате роста фитомассы (север Средней Сибири). В итоге повышение температуры воздуха может привести к распространению территорий с радиационным типом регулирования температуры поверхности в суббореальной природной зоне и поддерживать участки с радиационным типом регулирования температуры поверхности в бореальной и субарктической зоне, что определяется рельефом и локальными природными и климатическими условиями.
Ключевые слова: температура, спектральные характеристики, вегетационный индекс, альбедо, температура поверхности, природные зоны, юг европейской территории России, юг Средней Сибири, север Средней Сибири, Чукотка
Полный текстСписок литературы:
- 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.
- Виноградова В. В., Титкова Т. Б. Климатические предпосылки изменений границ ландшафтных зон и подзон в европейской части России и Западной Сибири // Изв. РАН. Сер. геогр. 2024. Т. 88. № 3. С. 281–295. DOI: 10.31857/S2587556624030027.
- Елисеев А. В., Васильева А. В. Природные пожары: данные наблюдений и моделирование // Фундам. и приклад. климатология. 2020. Т. 3. С. 73–119. DOI: 10.21513/2410-8758-2020-3-73-119.
- Золотокрылин А. Н. Климатическое опустынивание / отв. ред. А. Н. Кренке. М.: Наука, 2003. 246 с.
- Золотокрылин А. Н., Титкова Т. Б. Новый подход к мониторингу очагов опустынивания // Аридные экосистемы. 2011. Т. 17. № 3(48). С. 14–22.
- Коняев К. В., Золотокрылин А. Н., Виноградова В. В., Титкова Т. Б. Определение по спутниковым данным реакции растительного покрова на аномалии климатических показателей // Исслед. Земли из космоса. 2003. № 2. С. 18–26.
- Коняев К. В., Золотокрылин А. Н., Виноградова В. В., Титкова Т. Б. Зависимость продуктивности растительного покрова от радиационного баланса и потока скрытого тепла в Северной Евразии // Исслед. Земли из космоса. 2005. № 2. С. 13–19.
- Мохов И. И., Семенов В. А. Погодно-климатические аномалии в российских регионах в связи с глобальными изменениями климата // Метеорология и гидрология. 2016. № 2. С. 16–28. DOI: 10.31857/S268673972260206X.
- Ландшафты (карта, масштаб 1:15 000 000) // Национальный атлас России. Т. 2. «Природа. Экология». М.: Картография, 2007. С. 398–399. https://nationalatlas.ru/tom2/398-399.html.
- Семенов В. А., Алешина М. А. Оценка прямого радиационного воздействия в изменения приземной температуры в современный период // Докл. Российской акад. наук. Науки о Земле. 2021. Т. 497. № 2. С. 155–160. DOI: 10.31857/S2686739721040150.
- Тепловодообмен в мерзлотных ландшафтах Восточной Сибири и его факторы: моногр. / отв. ред. А. Г. Георгиади, А. Н. Золотокрылин. М.; Тверь: Изд-во «Триада», 2007. 576 с.
- Титкова Т. Б., Виноградова В. В. Отклик растительности на изменение климатических условий в бореальных и субарктических ландшафтах в начале XXI века // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 3. С. 75–86.
- Титкова Т. Б., Золотокрылин А. Н. Региональная неравномерность летнего потепления материковой Арктики как индикатор природных границ северных ландшафтов // Арктика: экономика и экология. 2021. Т. 11. № 3. С. 386–396. DOI: 10.25283/2223-4594-2021-3-386-396.
- Титкова Т. Б., Золотокрылин А. Н. Мониторинг подверженных опустыниванию земель Республики Калмыкия // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 2. С. 130–141. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-2-130-141.
- Титкова Т. Б., Золотокрылин А. Н. Пространственная неоднородность летнего турбулентного теплообмена на равнинах России // Фундам. и приклад. климатология. 2023. № 4. С. 467–481. DOI: 10.21513/2410-8758-2023-4-467-481.
- Титкова Т. Б., Золотокрылин А. Н., Виноградова В. В. Спектральные характеристики тундровых и лесотундровых ландшафтов в годы летних температурных аномалий // Фундам. и приклад. климатология. 2020. № 4. С. 88–103. DOI: 10.21513/2410-8758-2020-4-88-103.
- Тишков А. А., Белоновская Е. А., Вайсфельд М. А. и др. Региональные биогеографические эффекты «быстрых» изменений климата в Российской Арктике в XXI в. // Арктика: экология и экономика. 2020. № 2 (38). С. 31–44. DOI: 10.25283/2223-4594-2020-2-31-44.
- Третий оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации / под ред. В. М. Катцова; Росгидромет. СПб.: Наукоемкие технологии, 2022. 676 с.
- Beguería S, Vicente-Serrano S. M., Reig F., Latorre B. Standardized precipitation evapotranspiration index (SPEI) revisited: parameter fitting, evapotranspiration models, tools, datasets and drought monitoring // Intern. J. Climatology. 2014. V. 34. No. 10. P. 3001–3023. https://doi.org/10.1002/joc.3887.
- Bouwer L. M. Observed and projected impacts from extreme weather events: Implications for loss and damage // Loss and Damage from Climate Change. Concepts, Methods and Policy Options. Cham, Switzerland; Springer, 2019. P. 63–82. DOI: 10.1007/978-3-319-72026-5_3.
- Forzieri G., Alkama R., Miralles D. G., Cescatti A. Satellites reveal contrasting responses of regional climate to the widespread greening of Earth // Science. 2017. V. 356. No. 6343. P. 1180–1184. DOI: 10.1126/science.aal1727.
- Hersbach H., Peubey C., Simmons A. et al. ERA-20CM: a twentieth-century atmospheric model ensemble // Quarterly J. Royal Meteorological Soc. 2015. V. 141. Iss. 691. P. 2350–2375. DOI: 10.1002/qj.2528.
- IPCC, 2021: Summary for policymakers // Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge: Cambridge University Press, 2021. P. 1–32.
- Kodama Y., Ishii Y., Nomura M., Sato N., Yabuki H., Ohata T. Seasonal energy exchange over tundra region near Tiksi, Eastern Siberia. Activity Report of GAME-Siberia, 2000. P. 13–14.
- La Sorte F. A., Johnstone A., Ault T. R. Global trends in the frequency and duration of temperature extremes // Climatic Changes. 2021. V. 166. Article 1. DOI: 10.1007/s10584-021-03094-0.
- Wu M., Schurgers G., Rummukainen M. et al. Vegetation-climate feedbacks modulate rainfall patterns in Africa under future climate change // Earth System Dynamics. 2016. V. 7. No. 3. P. 627–647. https://doi.org/10.5194/esd-7-627-2016.