МОНИТОРИНГ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ В АРКТИЧЕСКОМ ПОЯСЕ СРЕДСТВАМИ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ

Насырьянова Регина Байрамовна
Уфимский университет науки и технологий
студент, кафедра геоинформационных систем, факультет информатики и робототехники

Аннотация
Данная статья посвящена обзору чрезвычайных ситуаций в арктическом поясе и их мониторинг с помощью средств дистанционного зондирования Земли.

Ключевые слова: , , , , , , , , ,


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Насырьянова Р.Б. Мониторинг чрезвычайных ситуаций в арктическом поясе средствами дистанционного зондирования Земли // Современные научные исследования и инновации. 2023. № 5 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2023/05/100300 (дата обращения: 29.03.2024).

Арктическая зона занимает примерно шестую часть поверхности Земли. Она является одним из наиболее уязвимых регионов нашей планеты, который постоянно подвергается чрезвычайным ситуациям природного, экологического и техногенного характера. Эти события могут привести к изменению климата, стихийным бедствиям, экологическим катастрофам и другим происшествиям. В таких ситуациях необходим эффективный инструмент для мониторинга чрезвычайных ситуаций. Средства дистанционного зондирования Земли могут помочь в этом вопросе. Средства дистанционного зондирования бывают наземными, космическими и авиационными и все они оснащены различными видами съёмочной аппаратуры. [1]

Виды чрезвычайных ситуаций и процесс их отслеживания с помощью средств дистанционного зондирования Земли:

  • Разлив нефтепродуктов

В Арктическом поясе находится множество нефтяных платформ, а также часто производится транспортировка нефтепродуктов по арктическим водам. Из-за аварий или происшествий, случившихся на этих платформах или во время транспортировки, возникает огромный риск загрязнения водных объектов. Поэтому необходимо отслеживать распространения разлива, чтобы предотвратить дальнейшие происшествия.

Рассмотрим на примере экологической катастрофы, которая произошла 29 мая 2020 года в Норильске, как происходит мониторинг за разливом дизельного топлива по реке Амбарная. На рисунке 1 представлено два снимка, сделанные спутником Copernicus Sentinel-2, которые показывают перемещение «пятна» загрязнения по руслу реки за одни сутки. На рисунке 2 представлен масштаб разлива нефтепродуктов.

Рисунок 1. Отслеживание перемещения дизельного топлива по руслу реки


Рисунок 2. Масштаб разлива

  • Разрушение ледяного покрова

Мониторинг ледяного покрова является важной задачей для изучения изменений климата и оценки их последствий. Для этого используются спутниковые данные, которые позволяют определять площадь льда и его толщину, а также наблюдать за динамикой изменений. [2]

На рисунке 3 представлено пара спутниковых снимков, которые показывают изменения в регионе за три десятилетия. Правое изображение было получено с помощью прибора OLI на Landsat-8 24 июля 2020 года, почти через месяц после того, как ледник распался. Для сравнения, на левом изображении со спутника Landsat-5 показана система ледников 16 августа 1986 года.


Рисунок 3. Разрушение ледяного покрова

  • Айсберги

После того, как кусок льда откололся от ледового шельфа и попал в океан, где начинает плавать и перемещаться с помощью течений и ветров, нужно отслеживать его направление, для того чтобы предотвратить какие-либо происшествия.

Мониторинг айсбергов необходим, так как он представляет угрозу для судов и нефтяных платформ, а также влияет на морской транспорт и рыболовство. Для мониторинга используются спутниковые данные, которые позволяют определять размеры и расположение айсбергов. Результаты мониторинга позволяют своевременно предупреждать о возможных угрозах и принимать меры для обеспечения безопасности на море.

На рисунке 4 представлено измерение надводного борта морского льда спутником CryoSat-2. Он способен измерять надводный борт (высоту, выступающую над водой) плавучего морского льда с помощью своего чувствительного высотомера. С надводного борта можно оценить толщину льда.


Рисунок 4. Измерение надводного борта морского льда

  • Наводнения

Наводнения могут быть вызваны таянием льда или сильными дождями. Они могут привести к разрушению инфраструктуры, угрожать жизни людей и животных, а также наносить экологический ущерб. Для мониторинга наводнений используются данные о состоянии ледяного покрова, а также информация о погодных условиях и уровне воды в реках и озерах. Эта информация позволяет предупреждать о возможных наводнениях и принимать меры для защиты людей и имущества. На рисунке 5 представлено радиолокационное изображение, сделанное спутником Sentinel-1, на нём можно увидеть масштабы наводнения (показаны красным цветом). [3]

Рисунок 5. Масштаб наводнения

  • И так далее.

Процесс отслеживания чрезвычайных ситуаций в Арктическом поясе начинается с использования радиолокационных станций и спутниковых систем связи и навигации, которые позволяют получать данные о состоянии морской поверхности, ледового покрова, а также о перемещении судов и других объектов на территории Арктики.

Далее полученные данные обрабатываются и анализируются специалистами, которые могут выявить потенциально опасные ситуации, например, приближение к ледовому поляру нефтяной платформы или судна к ледникам.

В таблице 1 представлены характеристики спутников, которые упоминались в этой статье. [4]

Таблица 1. Характеристика спутников

Вид ЧС

Название спутника

Съёмочная аппаратура

Размер (метр) и масса (тонн) спутника

Разрешение изображения (метр)

Разлив нефтепродуктов

Copernicus Sentinel-2

MSI

3,4*1,8*2,2

~1,1

10, 20, 60

Разрушение ледяного покрова

Landsat-5

OLI, TIRS

4,2*2,8*2,7

~2,3

30 (OLI)

120 (TIRS)

Landsat-8

OLI, TIRS

4,8*2,7*2,9

~2,7

15 (OLI)

100 (TIRS)

Айсберги

CryoSat-2

SIRAL

4,6*2,34*2,4

~0,72

250 (WV)

100 (SAR)

Наводнения

Sentinel-1

SAR

12*4,5*4

~2,3

5-20

На рисунке 6 представлено местонахождение некоторых происшествий. Как мы видим больше всего происшествий в арктическом поясе происходит в связи с разрушениями/таяниями ледников – причина этому глобальное потепление.

Рисунок 6. Местонахождение ЧС в арктическом поясе

Применение средств дистанционного зондирования в арктическом поясе также имеет свои ограничения. Например, из-за частых облачных покровов и туманов может быть затруднено получение точной информации. Также необходимо учитывать, что некоторые объекты на поверхности Земли могут быть скрыты под слоем льда или снега.

В арктической зоне будет происходить увеличение количества ЧС из-за природного, климатического и человеческого фактора. Например, из-за глобального потепления происходит таяние ледников, то есть сокращение территории Арктики, вследствие этого происходит увеличение уровня воды в морях, что приводит к наводнениям ближайших земель. Из-за того, что человек всё больше осваивает Арктику и внедряет туда техническую промышленность, возрастает вероятность техногенных чрезвычайных ситуаций.

Таким образом, средства дистанционного зондирования Земли играют важную роль в мониторинге чрезвычайных ситуаций в арктическом поясе. Они позволяют получать актуальную информацию о состоянии окружающей среды и изменениях, происходящих в регионе, а также отслеживать как изменяется масштаб последствий и принимать меры по ликвидации аварий.


Библиографический список
  1. Минаков Е.П., Чичкова Е.Ф. Мониторинг чрезвычайных ситуаций с использованием дистанционного зондирования Земли // Приборостроение. 2009. №4. С. 23-27. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/monitoring-chrezvychaynyh-situatsiy-s-ispolzovaniem-distantsionnogo-zondirovaniya-zemli (дата обращения: 29.03.2023).
  2. Асмус В.В., Кровотынцев В.А., Пяткин В.П. Космический мониторинг ледяных полей Арктики и Антарктики // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2010.  №3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/kosmicheskiy-monitoring-ledyanyh-poley-arktiki-i-antarktiki (дата обращения: 29.03.2023).
  3. Гаврильева Т.Н., Эйкельбергер Дж.Ч., Контарь Е.Е., Филиппова В.В., Савинова А.Н. Наводнения в Арктике: воздействие на жизнь местных общин в России и США // ЭКО. 2017. №8 (518). С. 93-113. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/navodneniya-v-arktike-vozdeystvie-na-zhizn-mestnyh-obschin-v-rossii-i-ssha (дата обращения: 29.03.2023).
  4. Satellite Missions catalogue // eoPortal URL: https://www.eoportal.org/satellite-missions. (дата обращения: 01.04.2023).
  5. Горбунов С.В., Макиев Ю.Д., Малышев В.П. Мониторинг и прогнозирование чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера // Технологии гражданской безопасности. 2012. №1. С. 70-79. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/monitoring-i-prognozirovanie-chrezvychaynyh-situatsiy-prirodnogo-i-tehnogennogo-haraktera (дата обращения: 29.03.2023).
  6. Использование спутниковых данных для наблюдения за морским льдом // Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики” URL: https://www.hse.ru/mirror/pubs/share/418785841.pdf&ved=2ahUKEwiX9Mam8av9AhVSvosKHfK4A7MQFnoECBUQAQ&usg=AOvVaw16f3CViFCuMxDZoPgdqsAt (дата обращения: 01.04.2023).
  7. Киков, Т. И. Использование дистанционного зондирования Земли для мониторинга состояния лесов / Т. И. Киков, Т. Р. Галлямов, Р. Д. Рахимьянов // Мавлютовские чтения : Материалы XVI Всероссийской молодежной научной конференции. В 6-ти томах, Уфа, 25–27 октября 2022 года. Том 5. – Уфа: Уфимский государственный авиационный технический университет, 2022. – С. 869-873. – EDN CEGVEJ.
  8. Витвинова, И. И. Информационная система для анализа результатов ЕГЭ поступивших в ВУЗ абитуриентов / И. И. Витвинова // Мавлютовские чтения : Материалы XVI Всероссийской молодежной научной конференции. В 6-ти томах, Уфа, 25–27 октября 2022 года. Том 5. – Уфа: Уфимский государственный авиационный технический университет, 2022. – С. 803-814. – EDN MGWCYP.
  9. Демочкин, И. Д. Информационная система поддержки управления отоплением и вентиляцией / И. Д. Демочкин // Мавлютовские чтения : Материалы XVI Всероссийской молодежной научной конференции. В 6-ти томах, Уфа, 25–27 октября 2022 года. Том 5. – Уфа: Уфимский государственный авиационный технический университет, 2022. – С. 832-834. – EDN RGDGCQ.
  10. Демочкин, И. Д. Проектирование и использование баз пространственных данных для 3D моделирования / И. Д. Демочкин // Мавлютовские чтения : Материалы XVI Всероссийской молодежной научной конференции. В 6-ти томах, Уфа, 25–27 октября 2022 года. Том 5. – Уфа: Уфимский государственный авиационный технический университет, 2022. – С. 835-838. – EDN AVZHIV.


Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Насырьянова Регина Байрамовна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация