ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Термоабразия – процесс разрушения берега и подводного склона, сложенных многолетнемерзлыми дисперсными породами. Около половины протяженности береговой линии Карского моря, подверженных различными формами термоабразионного процесса, разрушается со среднемноголетней скоростью от 0,5 до 3 м в год. На фоне изменения климата и ледовитости в последние десятилетия динамика берегов Карского моря существенно изменяется, в частности активизируется термоабразия берегов. Для ведения грамотной хозяйственной деятельности на побережье арктических морей необходимы понимание причин и механизмов происходящих береговых процессов и учет прогноза их развития. В данной работе планируется детально изучить 11 ключевых участков Карского моря, различных по морфологии, генезису и динамике берегов, в том числе термоабразионных. На основе разновременных данных дистанционного зондирования Земли (архивных аналоговых и цифровых космических и аэрофотоснимков, снимков с беспилотного летательного аппарата, цифровых моделей рельефа), литературных источников и авторских полевых материалов, проводится анализ динамики этих берегов за разные временные периоды начиная с 1960-х гг., и оценка вклада различных природных факторов (геоморфологический, литологический, мерзлотный, гидрометеорологический), определяющих пространственную и временную изменчивость этой динамики. Для данных участков впервые будет получена детальная количественная оценка отступания/проградации берегов не только в линейных, но и в объемных значениях.
Thermoabrasion is destruction of permafrost unlithified coasts. Approximately half of the coasts of the Kara Sea are degrading due to different forms of thermoabrasion processes and retreat with long-time average annual rate 0,5-3 m. In conditions of climate and sea ice distribution changes in recent decades dynamics of the Kara Sea coasts have been changing considerably, in particular thermoabrasion of the coasts have been intensified. For the sustainable development of the arctic resources understanding of the reasons and mechanisms of the ongoing coastal processes and account of their development forecast. In the present project we are going to study 11 key sites of the Kara Sea with different morphology, origin and dynamics of the coasts, including termoabrasive coasts. Based on the multi-temporal remote sensing data, published and personal field data, we will analyze coastal dynamics for the different time periods since the 1960s and assess contribution of the different natural factors to the temporal and spatial variability of the dynamics. For these key sites detailed quantity assessment of the coastal retreat/progradation not only in the linear, but in the volumetric values as well will be implemented firstly.
По итогам проекта будет детально изучена динамика берегов ключевых участков Карского моря: установлены параметры (направленность, линейные и для некоторых участков объемные скорости) изменения рельефа береговой зоны, определен вклад различных природных факторов (рельеф, литология, наличие ММП, изменения гидрометеорологических характеристик) в динамику берегов. Результаты будут представлены в виде • ЦМР построенные по стереоизображениям архивных снимков и по данным съемки с БПЛА, • рассчитанные скорости отступания берегов ключевых участков (линейные и для некоторых участков объемные), • карты морфогенетических типов берегов и морфодинамики берегов за примерно 50-летний период для ключевых участков, • описание вклада различных факторов в динамику берегов. Материалы по исследуемым участкам будут использованы в дальнейшем в диссертации для составления карты динамики берегов Карского моря. Научная значимость результатов заключается в том, что данный материал необходим для понимания общих механизмов эволюции природной среды и для прогноза развития природной среды в дальнейшем. Прикладная значимость заключается в том, что данные по геоморфологическому строению и геоморфологическим процессам являются неотъемлемой частью общего геологического описания территории для целей поиска и разведки полезных ископаемых, изысканий под строительство, анализа экологической обстановки. Полученные расчеты объемов перемещенного вещества, а именно, размытых отложений в береговой зоне моря и озер, при наличии данных по содержанию органического вещества, могут быть использованы для оценки эмиссии органического вещества и парниковых газов, в частности метана, в гидросферу и атмосферу (например, Холодов и др., 2003; Walter et al., 2006; Obu et al., 2016). Сотрудниками лаборатории геоэкологии Севера уже проводилась оценка эмиссии органического углерода в результате термоабразии берегов для Харасавейского участка – на основе примерного подсчета объема по высоте берегового уступа и длине отступающей береговой линии (Belova et al., 2017). Использование ЦМР позволит производить гораздо более точные расчеты.
Важнейшее направление исследований группы – изучение динамики морских берегов криолитозоны на основе натурных и дистанционных методов. Под руководством С.А.Огородова впервые были применены ветроэнергетические методы расчета волновых энергетических береговой зоны для выявления межгодовой изменчивости потенциала абразии берегов, в том числе с учетом изменения ледовитости и длины разгона волн. В рамках докторской диссертации им решена крупная научная проблема динамики прибрежно-шельфовой зоны замерзающих морей: дана качественная и количественная характеристика рельефообразующей деятельности морских льдов; выполнено описание морфологических и морфометрических признаков форм и микроформ рельефа, образовавшихся в результате динамических воздействий морских льдов; получены оценки сохранности форм ледово-экзарационного рельефа; предложена типизация видов воздействий морских льдов на берега и дно; составлена схема районирования прибрежно-шельфовой зоны типичного замерзающего моря по видам и интенсивности воздействий морских льдов; изучены причинно-следственные связи, определяющие динамику термоабразионных берегов в условиях изменения климата и ледовитости. В 2018 году С.А.Огородову присвоено почетное звание профессора Российской академии наук.
Аспирантка Анна Владиславовна Новикова занимается исследованием арктических берегов начиная с поступления на кафедру геоморфологии и палеогеографии географического факультета МГУ в 2012 г. Начиная с производственных практик магистратуры Анна участвует в экспедициях на побережье Карского моря совместно с коллективом НИЛ геоэкологии Севера на участка нефтегазового и нефтегазотранспортного освоения. В своей работе Анна обобщила многочисленные материалы, накопленные коллективом лаборатории ранее по данной тематике, и на основе собственных полевых материалов и новейшей методики анализа разновременных данных дистанционного зондирования Земли (ДДЗЗ) получила новые данные по динамике берегов на участках выхода на сушу подводной части газопровода Бованенково-Ухта. Удалось проследить, каким образом шло развитие участка берега (1) в период естественного развития береговых процессов (до начала строительства газопровода), (2) во время строительства газопровода и (3) после завершения строительства, что позволило установить, каким образом нефтегазовое освоение воздействует на динамику береговых ландшафтов. Данные исследования использованы для прогноза дальнейшего развития берега, определения возможных угроз состоянию береговой нефтегазовой инфраструктуры, а также целей рационального природопользования на участках нефтегазового освоения. В настоящий момент в рамках подготовки кандидатской диссертации Анна продолжает развитие методики применения ДДЗЗ для целей мониторинга динамики берегов как на основе разновременных космо- и аэроснимков, так и на основе съемки камерой высокого разрешения с беспилотного летательного аппарата (БПЛА), что позволяет существенно повысить качество и точность получаемых данных, а также упростить процесс их получения, расширить охват исследования, собирая информацию по новым ключевым участкам, продлить временной диапазон данных. Анна участвует в проектах РФФИ и РНФ, в том числе руководит проектом РФФИ мол_а №18-35-00562 «Рельеф, четвертичные отложения и палеогеография позднего плейстоцена-голоцена Гыданского полуострова".
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 октября 2019 г.-31 декабря 2019 г. | Анализ динамики термоабразионных берегов Карского моря по данным дистанционного зондирования (РФФИ) |
Результаты этапа: В рамка проекта составлена база данных аэрокосмических материалов на регион Карского моря, включающая сведения о таких параметрах ДДЗЗ, как тип, дата съемки, параметры съемки, пространственное разрешение, степень обработки, покрытие, доступность, и другие. На основе анализа настоящей базы данных предложен план работ по настоящему гранту: необходимость покупки, обработки, привязки аэрокосмических материалов. Произведена закупка архивных космоснимков Corona 1960х гг., покрывающих практически все материковое побережье Карского моря (имеющиеся в наличии у Геологической Службы США). Произведен анализ ДДЗЗ на два ключевых участка исследованя – западное и восточное побережья о. Белый, рассчитаны средние скорости отступания берегов за период 1960-х – 2010-х гг., подготовлена, сдана в редакцию журнала из списка WoS статья по результатам данной работы. | ||
2 | 1 января 2020 г.-30 сентября 2020 г. | Анализ динамики термоабразионных берегов Карского моря по данным дистанционного зондирования (РФФИ) |
Результаты этапа: На основе сопоставления космических снимков Corona 1960-х гг (покрывающих практически все материковое побережье Карского моря) и современных данных Landsat/Sentinel/ArcticDEM были созданы карты морфодинамики Байдарацкой и Обской губ Карского моря. Для семи ключевых участков проанализированы детальные разновременные ДДЗЗ и рассчитаны скорости отступания берегов за разные периоды, начиная с 1960-х гг. до 2010-х гг. Для отдельных ключевых участков (Уральский и Ямальский берега Байдарацкой губы, залив Крузенштерна), помимо линейных скоростей (м/г), с применением цифровой модели рельефа ArcticDEM рассчитаны объемные показатели отступания (м3/м/г). Рассчитаны погрешности полученных величин скоростей отступания. Проведена обработка данных съемки с БПЛА для двух ключевых участков (Ямальский берег Байдарацкой губы и Западный Таймыр), построены высокодетальные ортофотопланы и ЦМР на данные участки, которые также использованы для рассчета темпов абразии/аккумуляции берегов. ЦМР по съемке с БПЛА были сопоставлены с ЦМР ArcticDEM предыдущих лет для анализа динамики рельефа и выявления областей преобладающей эрозии/аккумуляции отложений. Составлены карты морфодинамики берегов Байдарацкой и Обской губ. Проанализированы геологические (литологический, мерзлотный, геоморфологический) и гидрометеорологические факторы динамики берегов Карского моря. В Байдарацкой губе по морфологическому типу выделены 22,5% берегов как абразионные (термоабразионные и абразионно-термоденуадционные), 41,1% - аккумулятивные, 30,4% - лагунные, 5,9% - дельтовые; по динамическому типу 59,6% берегов - аккумулятивные или стабильные, 40,4% - отступающие. В Обской губе по морфологическому типу 36,3% берегов - аккумулятивные, 11% - термоабразионные, остальные абразионно-денудационные, абразионные с отмирающим клифом, либо лагунные; при этом за последние ~50 лет большая часть берегов (51,1%) остается стабильной, 35,3% отступают и 13,6% выступают. | ||
3 | 1 октября 2020 г.-31 декабря 2020 г. | Анализ динамики термоабразионных берегов Карского моря по данным дистанционного зондирования (РФФИ) |
Результаты этапа: Максимальные средние скорости отступания берега из исследуемых участков характерны для термоабразионных берегов о. Белый (1,9 м/г на западном побережье, 1,2 м/г на восточном) и Уральского берега Байдарацкой губы (1,2 м/г), где наиболее развит собственно процесс термоабразии благодаря наличию пластовых/жильных льдов, высокой льдистости отложений, а также подверженности берегов интенсивному ветро-волновому воздействию открытого моря. Для берега залива Крузенштерна характерны средние скорости отступания (0,5 м/г), т.к. здесь развиты пластовые льды, однако ветро-волновое воздействие относительно слабое (закрытый залив). Наиболее стабильны Ямальский берег Байдарацкой губы (0,3 м/г) и берег Западного Таймыра (0,1 м/г), для которых не играют существенной роли ни ветро-волновой, ни геокриологический фактор. При рассмотрении изменения темпов термоабразии во времени с 1960-х до 2010 гг. отмечается явная тенденция к усилению процесса разрушения берегов, особенно начиная с 2000-х гг, что, по-видимому, связано с ростом гидрометеорологического потенциала термоабразии в регионе в последние десятилетия. Максимальные скорости отступания берегов, в целом, совпадают с периодами максимального воздействия гидрометеорологических факторов. | ||
4 | 1 января 2021 г.-30 сентября 2021 г. | Анализ динамики термоабразионных берегов Карского моря по данным дистанционного зондирования (РФФИ) |
Результаты этапа: В ходе работ по проекту собраны, обработаны и проанализированы разновременные данные дистанционного зондирования (ДДЗЗ) на ключевые участки побережья Карского моря. Для пяти новых ключевых участков проанализированы детальные разновременные ДДЗЗ и рассчитаны скорости отступания берегов за разные периоды, начиная с 1960-х до 2010-х гг.: залив Крузенштерна, западное и восточное побережья о. Белый, западное побережье Гыданского п-ова в районе терминала Утренний и западное побережье Таймыра в районе бухты Лемберова (окрестности пгт Диксон). Для одного из ключевых участков, исследованных ранее, ряд наблюдений продлен до 2018 г. (Ямальский берег Байдарацкой губы). Для двух ключевых участков (Ямальский берег Байдарацкой губы и Западный Таймыр) по данным съемки с БПЛА построены высокодетальные ортофотопланы и ЦМР. Сопоставление ЦМР по съемке с БПЛА с ЦМР ArcticDEM предыдущих лет позволило проанализировать динамики рельефа и выявить области преобладающей денудации/аккумуляции отложений. Для отдельных ключевых участков (Уральский и Ямальский берега Байдарацкой губы, залив Крузенштерна), помимо линейных скоростей (м/г), с применением цифровой модели рельефа ArcticDEM рассчитаны объемные показатели отступания (м3/м/г). Оценены влияние геологических (литологический, мерзлотный, геоморфологический), гидрометеорологических и антропогенных факторов на динамику берегов Карского моря. Максимальные среднемноголетние скорости отступания берега из исследуемых участков характерны для термоабразионных берегов о. Белый (1,9 м/год на восточном побережье, 1,2 м/год на западном), Уральского берега Байдарацкой губы (1,2 м/год) и Харасавея (1,1 м/год), где наиболее развит собственно процесс термоабразии благодаря наличию пластовых/жильных льдов, высокой льдистости отложений, а также подверженности берегов интенсивному ветро-волновому воздействию открытого моря. Высокие средние скорости отступания берега в районе терминала Утренний (2,7 м/год за 2012-2020 гг.) связаны, главным образом, с интенсивным антропогенным воздействием и с коротким временных охватом исследования (по сравнению с остальными ключевыми участками). Для берега залива Крузенштерна характерны средние скорости отступания (0,5 м/год), т.к. здесь развиты пластовые льды, однако ветро-волновое воздействие относительно слабое (закрытый залив). Наиболее стабильны Ямальский берег Байдарацкой губы (0,3 м/год) и берег бухты Лемберова (0,1 м/год), для которых не играют существенной роли ни ветро-волновой, ни геокриологический фактор. При рассмотрении изменения темпов термоабразии во времени с 1960-х до 2010 гг. отмечается явная тенденция к усилению процесса разрушения берегов, особенно начиная с 2000-х гг., что, по-видимому, связано с ростом гидрометеорологического потенциала термоабразии в регионе в последние десятилетия. Максимальные скорости отступания берегов, в целом, совпадают с периодами максимального воздействия гидрометеорологических факторов. | ||
5 | 1 октября 2021 г.-31 декабря 2021 г. | Анализ динамики термоабразионных берегов Карского моря по данным дистанционного зондирования (РФФИ) |
Результаты этапа: Работа А.В.Новиковой "Морфология и динамика термоабразионных берегов Карского моря" на соискание учёной степени кандидата географических наук принята на рассмотрение в Диссертационный совет МГУ 11.04. | ||
6 | 1 декабря 2021 г.-30 сентября 2022 г. | Анализ динамики термоабразионных берегов Карского моря по данным дистанционного зондирования (РФФИ) |
Результаты этапа: А.В.Новиковой защищена диссертация на соискание учёной степени кандидата географических наук на тему "Морфология и динамика термоабразионных берегов Карского моря". |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".