EVALUATION OF CLIMATE-INDUCED EVOLUTION OF THE MORPHOLOGICAL STRUCTURE OF THERMOKARST PLAINS IN THE PERMAFROST ZONE USING REMOTE SENSING DATA

A. S. Viktorov; Викторов А. С.; M. V. Arkhipova; Архипова М. В.; V. N. Kapralova; Капралова В. Н.; T. V. Orlov; Орлов Т. В.; O. N. Trapeznikova; Трапезникова О. Н.

doi:10.31857/S0869780923020091

ОЦЕНКА ЭВОЛЮЦИИ МОРФОЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ТЕРМОКАРСТОВЫХ РАВНИН КРИОЛИТОЗОНЫ В СВЯЗИ С КЛИМАТИЧЕСКИМИ ИЗМЕНЕНИЯМИ ПО МАТЕРИАЛАМ КОСМИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ

Авторы: Викторов А.С.¹, Архипова М.В.¹, Капралова В.Н.¹, Орлов Т.В.¹, Трапезникова О.Н.¹
Учреждения:
1. Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева Российской академии наук Уланский переулок
Выпуск: № 2 (2023)
Страницы: 56-66
Раздел: ПРИРОДНЫЕ И ТЕХНОПРИРОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ
URL: https://ogarev-online.ru/0869-7809/article/view/139116
DOI: https://doi.org/10.31857/S0869780923020091
EDN: https://elibrary.ru/TWPUOG
ID: 139116

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Вопрос изменения геокриологических условий и ландшафта криолитозоны в связи с климатическими изменениями в настоящее время является актуальным и активно изучается многими исследователями. Однако при этом изменению морфологической структуры и количественному анализу уделяется недостаточно внимания. Цель настоящего исследования – количественный анализ морфологической структуры эрозионно-термокарстовой и озерно-термокарстовой равнины. Исследование проведено по материалам космической съемки: архивные снимки Corona с разрешением 3–12 м/пикс, за 1961–1979 гг. и набор современных снимков высокого разрешения 0.5–2.5 м/пикс за 2008–2019 гг. Анализ изменений морфологической структуры термокарстовых равнин проводился по ключевым участкам, расположенным в зоне сплошной многолетней мерзлоты, на севере Западно-Сибирской низменности, в устье р. Лена, в Восточной Сибири, на Баффиновой Земле. Проверка статистических различий между выборками 1961–1979 и 2013–2019 гг. по критерию Смирнова выявила статистические значимые различия в распределениях площадей озер эрозионно-термокарстовых равнин только на двух участках. На одном из этих участков изменения носят плавный характер с сохранением интегрально-экспоненциального вида распределения площадей озер. Оценка значимости статистических различий за 1964–1976 и 2008–2014 гг. для озерно-термокарстовых равнин выявила значимое различие только для одного участка. Изменение морфологической структуры эрозионно-термокарстовых равнин в связи с климатическими изменениями протекает более интенсивно, чем у озерно-термокарстовых равнин; изменения затронули 22% ключевых участков против 12% у озерно-термокарстовых равнин. Ключевые участки с выявленными изменениями относятся к полуострову Ямал. Устойчивость морфологических структур к климатическим изменениям выше, чем у отдельных компонентов ландшафта. На климатические изменения в первую очередь реагируют эрозионные процессы, что приводит к изменению распределений площадей термокарстовых озер эрозионно-термокарстовых равнин при интенсификации их спуска и превращения в хасыреи.

Ключевые слова

криолитозона, термокарст, математическая модель, морфологическая структура, космическая съемка

Список литературы

Викторов А.С., Капралова В.Н., Орлов Т.В., Трапезникова О.Н. и др. Анализ развития морфологической структуры озерно-термокарстовых равнин на основе математической модели // Геоморфология. 2015. № 3. С. 3–13.
Викторов А.С., Капралова В.Н., Орлов Т.В., Трапезникова О.Н. и др. Математическая морфология ландшафтов криолитозоны. 2016. М.: РУДН, 232 с.
Викторов А.С. Математическая модель термокарстовых озерных равнин как одна из основ интерпретации материалов космических съемок // Исследование Земли из космоса. 1995. № 5. С. 42–50.
Методическое руководство по инженерно-геологической съемке масштаба 1 : 200 000 (1 : 100 000–1 : 500 000) / ВНИИ гидрогеологии и инж. Геологии. [Е.С. Мальников, Н.Г. Верейский, Л.А. Островский и др.]. М.: Недра. 1978. 391 с.
Полищук В.Ю., Полищук Ю.М. Геоимитационное моделирование полей термокарстовых озер в зонах мерзлоты: монография. Ханты-Мансийск: УИП ЮГУ, 2013. 128 с.
Grosse G., Romanovsky V., Walter K. et al. Distribution of thermokarst lakes and ponds at three yedoma sites in Siberia. 2008.
Kravtsova V.I., Rodionova T.V. Research of the dynamics of the area and number of thermokarst lakes in different regions of the permafrost zone of Russia using satellite images // Cryosphere of the Earth. 2016. V. 20. № 1. P. 81–89.
Kotlyakov V.M., Velichko A.A., Glazovsky A.F., Tumskaya V.E. The past and present of the Arctic cryosphere // Bulletin of the Russian Academy of Sciences, 2015. V. 85. No 5–6. P. 463–471.
Morgenstern A., Overduin P.P., Günther F., et al. Thermo-erosional valleys in Siberian ice-rich permafrost // Permafrost and Periglac Process. 2020. N. 32 (1). P. 59–75. https://doi.org/10.1002/ppp.2087
Muster S. et al. Size distributions of Arctic waterbodies reveal consistent relations in their statistical moments in space and time // Frontiers in Earth Science. 2019. V. 7. P. 5. https://doi.org/10.3389/feart.2019.00005
Muster S., Roth K., Langer M., Lange S., et al. PeRL: a circum-Arctic Permafrost Region Pond and Lake database // Earth Syst. Sci. Data, 2017. V. 9. P. 317–348. https://doi.org/10.5194/essd-9-317-2017
Nicolsky D.J., Romanovsky V.E., Panda S.K., Marchenko S.S., Muskett R.R. Applicability of the ecosystem type approach to model permafrost dynamics across the Alaska North Slope // J. Geophys. Res. Earth Surf. 2017. V. 122. P. 50–75. https://doi.org/10.1002/2016JF003852
Nitze I., Grosse G., Jones B.M., Arp C.D., et al. Landsat-Based Trend Analysis of Lake Dynamics across Northern Permafrost Regions // Remote Sensing. 2017. V. 9. № 7. https://doi.org/10.3390/rs9070640
Olefeldt D., Goswami S., Grosse G., Hayes D.J., et al. Arctic Circumpolar Distribution and Soil Carbon of Thermokarst Landscapes // Nature Communications. 2016. https://doi.org/10.3334/ORNLDAAC/1332
Pekel J.-F., Cottam A., Gorelick N., Belward A. High-resolution mapping of global surface water and its long-term changes // Nature. 2016. https://doi.org/10.1038/nature20584