Термодинамический индекс нарушенности экосистем (ТИНЭ

Термодинамический индекс
нарушенности экосистем (ТИНЭ) района
Чернобыльской атомной электростанции (ЧАЭС)
спустя 25 лет после аварии
(по результатам съемок спутниками
EOS и Landsat TM)
В.И.Горный, С.Г.Крицук, И.Ш.Латыпов
НИЦЭБ РАН
E-mail: [email protected]
Санкт-Петербург
2011 г
Содержание
1. Физические основы дистанционного картографирования ТИНЭ.
2. Картографирование ТИНЭ с использованием данных спутников EOS.
3. Картографирование ТИНЭ с использованием данных спутников EOS и
Landsat TM.
4. Карта ТИНЭ масштаба 1:1 000 000 района ЧАЭС.
5. Карта ТИНЭ масштаба 1:200 000 района ЧАЭС.
6. Заключение.
Физические основы дистанционного
картографирования ТИНЭ
IT ~ Exa / Exo ~ ∆Exc / Exo
(1)
Где: Exo - плотность потока эксергии поглощенной ЭС солнечной
радиации, Вт/м2;
Exc - плотность потока эксергии, затраченной на депонирование
углерода в биомассе (продуктивность ЭС), Вт/м2;
Exa - плотность потока эксергии, затраченной на парирование
АВ, Вт/м2.
∆Exc - приращение Exc по отношению к фоновой
(ненарушенной) ЭС
Физические основы дистанционного
картографирования ТИНЭ
ТИНЭ - относительная доля эксергии, поглощенной ЭС
солнечной радиации, затрачиваемая ЭС на
парирование АВ.
Если ЭС не подвергалась АВ, то IT = 0 .
Если ЭС подверглась АВ, то 0.08 > IT > 0.
Расчет ТИНЭ
Для депонирования 1 кг углерода необходимо испарить 879 кг воды;
Расход эксергии на депонирование углерода: 278 *106 Дж/(кгС);
Exc = 3,66*E, Вт/м2;
Где: E – среднесуточная скорость испарения влаги с
поверхности ЭС, мм/сут.
(2)
Картографирование ТИНЭ с использованием
данных спутников EOS
Exo =
= R[1+α(K+lnα-1)/(1-α)]; (3)
R- радиационный баланс;
Qout и Qin – плотность потока
α– альбедо поверхности ЭС;
уходящей и падающей
К – мера Кульбака приращения
солнечной радиации;
информации;
Картографирование ТИНЭ в масштабе 1: 1 000 000
с использованием данных спутников EOS
Алгоритм
картографирования
среднесуточной скорости
испарения влаги по данным
дистанционных съемок
Карта ТИНЭ
Челябинской области.
Масштаб: 1:1 000 000
Чувствительность
ТИНЭ
(г. Карабаш)
Район ЧАЭС
М-б: 1: 1 000 000
Эпоха 2009 г.
Карта загрязнения Cs-137
ТИНЭ по данным спутников EOS
Картографирование ТИНЭ в м-бе 1:200 000
(спутники EOS и Landsat TM)
ООПТ «Березовые острова». Финский залив.
Карта ТИНЭ
Карта освоенности
1940е гг.
Карта ТИНЭ
порог 0,07
Вывод: Чувствительность ТИНЭ достаточна для картирования
нарушенных 50 лет назад экосистем
Район ЧАЭС
Карта ТИНЭ
м-б: 1:200 000,
спутники EOS и Landsat TM
Эпоха: 2005 г.
2
2
1
1
Карта НДВИ
м-б: 1:200 000,
спутник Landsat TM
Изолиниями показано загрязнение Sr90 (по Ю.А.Израэлю, 2006)
Район ЧАЭС
Радиоморфизм деревьев в районах высокого загрязнения
Район ЧАЭС
Соотношение дистанционно измеренных характеристик
внутри закрытой зоны и вне ее
Выделы
ТИНЭ
Выделы
НДВИ
Заключение
1.
Зона периодического контроля через 25 лет после аварии как при визуальном
анализе, так и на измерительном уровне характеризуется пониженными по
сравнению с окружающими территориями значениями ТИНЭ, что, возможно,
обусловлено меньшей антропогенной нагрузкой на экосистемы, в связи с
прекращением хозяйственной деятельности.
2. По материалам масштаба 1: 200 000 выделяются участки, характеризующиеся
высокими значениями как ТИНЭ, так и НДВИ. Требуется наземная заверка
этих участков.
3. Несовпадение контуров загрязнений радионуклидами для эпохи 1986 г. с
современными данными ТИНЭ масштаба 1:200 000 указывает на то, что
в следствии миграции и распада радионуклидов современная ситуация
отличается от эпохи 1986 г. Количественные корреляции карт ТИНЭ с
загрязнением территории необходимо выполнить по современным наземным
точечным данным.