Динамика береговой линии и состояния поверхности малых арктических островов (Визе и Ушакова) по разновременным оптическим и радиолокационным снимкам

В Арктике отчетливо наблюдается повышение среднегодовой температуры воздуха, сокращаются площадь и толщина морского льда [IPCC, 2021] и, следовательно, увеличивается динамически активный период открытой воды, вследствие штормов тают и обламываются края ледников, разрушаются высокие берега и появляются обширные отмели. Эти изменения наиболее заметны на небольших арктических островах, когда-то круглый год окруженных мощными ледяными полями, но все чаще омываемых открытой водой. В августе – сентябре 2019 г. в ходе комплексной экспедиции «Открытый океан: архипелаги Арктики – 2019. Северная Земля» на научно-экспедиционном судне «Профессор Молчанов» проведены визуальные обследования островов, выполнены беспилотные съемки с квадрокоптеров. Последующие исследования по космическим снимкам призваны соединить точечные детальные полевые обследования с обзорным видением этих островов. Разный характер островов определил и состав дистанционных методов изучения изменений их береговой линии и поверхности. Динамика береговой линии прослежена по разновременным источникам: топографической карте 1957 г. (1 : 200 000) и космическим снимкам со спутников Landsat-5, 7; современная ситуация охарактеризована по безоблачным снимкам со спутников Landsat-8 и Sentinel-2. Многократные интерферометрические съемки радиолокационной системой спутника Sentinel-1В (IW – Interferometric Wide Swath) уровня обработки SLC – Single Look Complex за период с 1 января по 31 декабря 2019 г. обеспечили выявление сезонной динамики состояния поверхности о. Визе. Реконструирована многолетняя динамика отступания уступа ледникового купола о. Ушакова. Анализ скорости его отступания показал ускорение сокращения площади ледника с начала 2010-х гг. Показано влияние изменений скорости и направления ветра, температуры воздуха на многолетние изменения береговой линии о-в Визе и Ушакова. Для о. Визе характерен неравномерный размыв берегов, выявлены участки с наибольшей скоростью их отступания и появление аккумулятивных форм – кос. Многовременные композиты с когерентностью, полученные по радиолокационным данным, позволили охарактеризовать сезонную динамику состояния поверхности о. Визе и ее связь с изменчивостью погодных условий. Результаты исследований показывают четко выраженную реакцию береговой линии малых арктических островов на изменения климата в XX–XXI вв.

1. Аверина И.М. Острова Карского моря / Советская Арктика. М.: Наука, 1970. С. 388–391.

2. Дымов В.А., Качурина Н.В., Макарьев А.А., Макарьева Е.М., Орлов В.В., Старк А.Г. Государственная геологическая карта РФ. Масштаб 1:1000000 (третье поколение). Серия Северо-Карско-Баренцевоморская. Лист U-41-44 (Земля Франца-Иосифа ‒ восточные острова). Объяснительная записка. СПб.: Картфабрика ВСЕГЕИ, 2011. 220 с.

3. Жданова Е.Ю. Гидрометеорологические факторы изменения береговой линии арктических островов // Фундаментальные и прикладные аспекты геологии, геофизики и геоэкологии с использованием современных информационных технологий : материалы VI Международной научно-практической конференции, Майкоп, 17–21 мая 2021 года, 2021. С. 102–107.

4. Захаров А.И., Яковлев О.И., Смирнов В.М. Спутниковый мониторинг Земли: радиолокационное зондирование поверхности. М.: Красанд, 2012. 248 с.

5. Качурина Н.В., Дымов В.А. Геоморфологическая карта. Государственная геологическая карта РФ. 1:1 000 000 (третье поколение). Серия Северо-Карско-Баренцево- морская. Лист U-41-44 (Земля Франца-Иосифа – восточные острова). СПб.: ПМГРЭ, 2008.

6. Материалы истории полярной станции о. Ушакова. 1955–1957, РГАЭ. Фонд 9570, оп. 2, дело 3332. 23 л.

7. Никольский Д.Б. Профильно-площадная методика дистанционного зондирования ледников // Известия вузов: геодезия и аэрофотосъемка. 2013. № 5. С. 77–83.

8. Пиетранера Л., Бритти Ф., Чезарано Л., Джентиле В., Кантемиров Ю. Новый продукт MTC, рассчитываемый по данным COSMO-SkyMed // Геоматика. 2012. № 1. С. 46–51.

9. Романенко Ф.А. Интенсивность геоморфологических процессов на островах и побережьях морей Карского и Лаптевых // Геоморфология. 2008. № 1. С. 56–64. DOI: 10.15356/0435-4281-2008-1-56-64.

10. Романенко Ф.А. Региональные особенности развития арктических берегов в голоцене // Геоморфология. 2012. № 4. С. 81–92. DOI: 10.15356/0435-4281-2012-4-81-92.

11. Романенко Ф.А., Балдина Е.А., Луговой Н.Н., Жданова Е.Ю. Динамика берегов островов северной части Карского моря (ст. 1. Остров Ушакова) // Геоморфология. 2021. Том. 52. № 3. С. 116–124. DOI: 10.31857/S043542812103010X.

12. Ромащенко О.Г. Геоморфологическая карта. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:1000000 (третье поколение). Серия Северо-Карско-Баренцевоморская. Лист T-41-44 (мыс Желания). Объяснительная записка. СПб.: МАГЭ-ПМГРЭ, 2005.

13. Hersbach H., Bell B., Berrisford P., Hirahara Sh., Horányi A., Muñoz-Sabater J., Nicolas J., Peubey C., Radu R., Schepers D., Simmons A., Soci C., Abdalla S., Abellan X., Balsamo G., Bechtold P., Biavati G., Bidlot J., Bonavita M., Chiara de G., Dahlgren P., Dee D., Diamantakis M., Dragani R., Flemming J., Forbes R., Fuentes M., Geer A., Haimberger L., Healy S., Hogan R. J., Hólm E., Janisková M., Keeley S., Laloyaux P., Lopez Ph., Lupu C., Radnoti G., Rosnay P., Rozum I.,Vamborg F., Villaume S., Thépaut J. The ERA5 global reanalysis, Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 2020, vol. 146, no. 730, p. 1999–2049. DOI: 10.1002/QJ.3803.

14. Jacob A.W., Vicente-Guijalba F., Lopez-Martinez C., Lopez-Sanchez J.M., Litzinger M., Kristen H., Mestre- Quereda A., Ziółkowski D., Lavalle M., Notarnicola C., Suresh G., Antropov O., Ge Sh., Praks J., Ban Y., Pottier E., Franquet J.J.M., Duro J., Engdahl M.E. Sentinel-1 InSAR Coherence for Land Cover Mapping: A Comparison of Multiple Feature-Based Classifiers, IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 2020, vol. 13, p. 535–552. DOI: 10.1109/JSTARS.2019.2958847.

15. Lavergne T., Sørensen A.M., Kern S., Tonboe R., Notz D., Aaboe S., Bell L., Dybkjær G., Eastwood S., Gabarro C., Heygster G., Killie M.A., Kreiner B.M., Lavelle J., Saldo R., Sandven S., Pedersen L.T. Version 2 of the EUMETSAT OSI SAF and ESA CCI sea-ice concentration climate data records, The Cryosphere, 2019, vol. 13, p. 49–78. DOI: 10.5194/tc-13-49-2019.

16. Parkinson C.L., Comiso J.C. On the 2012 record low Arctic sea ice cover: Combined impact of preconditioning and an August storm., Geophys. Res. Lett., 2013, vol. 40, p. 1356–1361. DOI: 10.1002/grl.50349.

17. Petty A.A., Stroeve J.C., Holland P.R., Boisvert L.N., Bliss A.C., Kimura N., Meier W.N. The Arctic sea ice cover of 2016: a year of record-low highs and higher-thanexpected lows., The Cryosphere, 2018, vol. 12, p. 433–452. DOI: https://doi.org/10.5194/tc-12-433-2018.

18. Poli P., Hersbach H., Dee D.P., Berrisford P., Simmons A.J., Vitart F., Laloyaux P., Tan D.G.H., Peubey C., Thépaut J.N., Trémolet Y., Hólm E.V., Bonavita M., Isaksen L., Fisher M. ERA-20C: An atmospheric reanalysis of the twentieth century, Journal of Climate, 2016, vol. 29, no. 11, p. 4083–4097. DOI: 10.1175/JCLID-15-0556.1.

19. Shabanova N., Ogorodov S., Shabanov P., Baranskaya A. Hydrometeorological forcing of western Russian Arctic coastal dynamics: XX-century history and current state, Geography, Environment, Sustainability, 2018, vol. 11, no. 1, p. 113–129. DOI: 10.24057/2071-9388-2018-11-1-113-129.

20. Simmonds I., Rudeva I. The great Arctic cyclone of August 2012: The great arctic cyclone of august 2012, Geophys. Res. Lett., 2012, vol. 39, iss. 23, L23709, 6 p., 2012. DOI: 10.1029/2012GL054259.

21. Yamagami A., Matsueda M., Tanaka H.L. Extreme Arctic cyclone in August 2016. Atmospheric Science Letters, 2017, vol. 18, p. 307–314, DOI: 10.1002/asl.757.

22. Алейников А., Липка О. Деградация покровного оледенения острова Ушакова по материалам космических съемок // Земля из космоса. 2018. № 9(25). С. 32–39. URL: http://zikj.ru/images/25/7.pdf (дата обращения 01.05.2021). ВНИИГМИ-МЦД. URL: http://meteo.ru/data (дата обра- щения 01.06.2021).

23. Открытый океан: Архипелаги Арктики – 2019. Северная Земля // Русское Географическое Общество. Санкт-Петербургское городское отделение. 2019. URL: https://www.rgo.ru/ru/article/otkrytyy-okeanarhipelagi-arktiki-2019-severnaya-zemlya (дата обращения 01.05.2021).

24. Погода и климат. URL: http://www.pogodaiklimat.ru/archive.php (дата обращения 01.05.2020).

25. Стругацкий В. В поисках «ледяного дома» // Росбалт, 2010. URL: https://www.rosbalt.ru/main/2010/10/05/778042.html (дата обращения 01.05.2021).

26. ArcticDEM. URL: https://www.pgc.umn.edu/data/arcticdem/ (дата обращения 01.05.2021).

27. Copernicus Open Access Hub: European Programme for the Еstablishment of a European Сapacity for Earth Observation. URL: https://scihub.copernicus.eu/dhus/ (дата обращения 01.02.2020).

28. EarthExplorer. USGS. Science for changing world. URL: https://earthexplorer.usgs.gov (дата обращения 01.05.2021).

29. IPCC, 2021: 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 University Press. 2021, URL: http://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/ (дата обращения 20.09.2021).

30. Landsat Levels of Processing. 2019. URL: https://www.usgs.gov/land-resources/nli/landsat/landsat-levels-processing (дата обращения 01 .05.2021).

31. Online Atlas of Glacier Fluctuations in the Eurasian High Arctic. 2021. URL: http://dib.joanneum.at/maires/downloads/KOMS_SCHM_USH.pdf (дата обращения 01.05.2021).

32. RIHMI-WDC, URL: http://meteo.ru/data (access date 01.06.2021).