Гидролого-климатическая изменчивость в речных бассейнах Западно-Сибирской равнины

Колмакова, Мария Владимировна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Гидролого-климатическая изменчивость в речных бассейнах Западно-Сибирской равнины
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Гидролого-климатическая изменчивость в речных бассейнах Западно-Сибирской равнины"

На правах рукописи

Колмакова Мария Владимировна

ГИДРОЛОГО-КЛИМАТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ В

РЕЧНЫХ БАССЕЙНАХ ЗАПАДНО-СИБИРСКОЙ РАВНИНЫ

(ПОДАННЫМ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ, МОДЕЛЬНОГО РЕАНАЛИЗА И СПУТНИКОВОЙ АЛЬТИМЕТРИИ)

Специальность: 25.00.36 - геоэкология (науки о Земле)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

1 * пек УМ

Томск-2012

005057053

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет» на кафедре гидрологии и в Университете им. Поля Сабатье - Тулуза III, (г. Тулуза, Франция), в лаборатории по изучению геофизики и океанографии спутниковыми методами

Научные руководители: доктор географических наук, профессор

Чемцов Валерий Алексеевич (Россия)

кандидат географических наук, доцент Кураев Алексей Вячеславович (Франция)

Официальные оппоненты:

Севастьянов Владимир Вениаминович, доктор географических наук, доцент, федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет», кафедра метеорологии и климатологии, профессор

Савичев Олег Геннадьевич, доктор географических наук, доцент, федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет», кафедра гидрогеологии, инженерной геологии и гидрогеоэкологии, профессор

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение Институт водных и экологических проблем Сибирского отделения Российской академии наук, г. Барнаул

Защита состоится «17» декабря 2012 года в 12.30 часов на заседании диссертационного совета Д 212.267.19, созданного на базе федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет» по адресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина 36. ауд. 209.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Томского государственного университета.

Автореферат разослан 16 ноября 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Савина Наталья Ивановна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы и состояние исследований. Для прогноза будущих изменений климата требуются многолетние данные по климатическим и гидрологическим характеристикам, которые можно получать не только с помощью гидрометеорологических наблюдений на станциях, но и с помощью модельного реанализа и спутниковой альтиметрии.

Модельный реанализ представляет собой результат численного моделирования с ассимиляцией данных наземных и спутниковых наблюдений Модельный реанализ широко используется разными научными группами в исследованиях по изменению климата, как в России, так и за рубежом (Serreze et al., 2005; Гордов, 2007). Реанализ ERA-40 на.сегодняшний день считается одним из лучших источников информации для анализа климатических изменений.

Спутниковая альтиметрия является одним из активных методов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Метод применяется для исследований поверхности океана (Fu, Cazenave, 2001), измерения точной топографии поверхностей, покрытых льдом в полярных областях (Legresy, Remy, 1997; Remy et al., 1999), для измерения уровня водных объектов суши (Birkett 1995, Cazenave et al. 1997), а в последнее время - для получения информации о режиме обводненности территорий (Zakharova, 2009), Последнее является очень важным при изучении гидрологии и геоэкологии Западно-Сибирской равнины, отличающейся сильной заболоченностью. Под степенью обводненности нами понимается относительная площадь покрытия территории постоянно или временно влагой (озера, реки, разного вида топи, речные поймы, болота). Она меняется в пространстве и во времени и отражает характер увлажнения территории. В диссертационной работе в расширение подхода B.C. Мезенцева и И.В. Карнацевича (1969) обводненность рассматривается нами как показатель степени увлажнения территории, определяемой по данным спутниковой альтиметрии.

Заболоченность Западной Сибири и редкая сеть пунктов гидрометеорологических наблюдений затрудняют мониторинг гидрологического режима. Привлечение данных модельного реанализа и спутниковой альтиметрии, обеспечивающих регулярное покрытие всей изучаемой территории Западно-Сибирской равнины, позволяет дополнить натурные наблюдения и значительно расширить область исследований, что и определяет актуальность настоящей работы.

Целью работы является оценка изменчивости тепловлагообеспеченности разных гидролого-климатических зон на территории Западной Сибири по данным метеорологических станций, модельного реанализа и спутниковой альтиметрии в связи с изменением климата. Задачи исследования:

• провести анализ трендов годовых и сезонных температур воздуха и

атмосферных осадков за многолетний период по данным модельного

реанализа ERA-40, отнесенным к речным бассейнам среднего размера, и данным метеорологических станций;

• применить данные спутниковой альтиметрии для оценки обводненности изучаемой территории, предварительно определив пороговое значение коэффициента обратного рассеяния (КОР) для каждого бассейна реки, позволяющее отделить обводненную поверхность от сухой;

• оценить временную (межгодовую и сезонную) изменчивость режима увлажнения речных водосборов, находящихся в разных ландшафтных зонах, методом спутниковой альтиметрии (1993-2008 гг.).

Объекты исследования. В качестве объектов исследования выбраны средние по площади речные бассейны, находящиеся в разных гидролого-климатических и болотных зонах Западной Сибири:

I. Зона избыточного увлажнения и недостаточной теплообеспеченности, зоны бугристых болот - водосборы рек Полуй, Надым, Пур, Таз.

II. Зона избыточного увлажнения и выпуклых олиготрофных болот -водосборы рек Северная Сосьва, Конда, Тавда, Казым, Назым, Лямин, Тромъеган, Вах, Большой Юган, Васюган, Тым, Кеть.

III. Зона преимущественно избыточного и достаточного на крайнем юге увлажнения и достаточной теплообеспеченности, соответствующая зоне плоских евтрофных и мезотрофных болот - водосборы рек Тура и Омь в ее верховьях.

IV. Зона недостаточного увлажнения и достаточной теплообеспеченности, зона вогнутых евтрофных и засоленных болот - здесь располагаются низовья бассейна реки Омь и области внутреннего стока (или бессточная область) Обь-Иртышского междуречья.

Предмет исследования - изменчивость показателей тепловлагообеспеченности и обводненности речных бассейнов в разных гидролого-климатических зонах Западно-Сибирской равнины. Методы исследования. В диссертации использован комплекс методов, таких как спутниковая альтиметрия, картографический, статистический. Исходный материал, используемый в работе. Исходными данными для оценки климатической изменчивости по температуре воздуха и атмосферным осадкам послужили архивы 1) Всероссийского НИИ гидрометеорологической информации - Мирового центра данных (ВНИИГМИ-МЦД) по станциям Западной Сибири (www.meteo.ru) и 2) модельного реанализа ERA-40 Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды (www.ecmwf.int).

Для оценки характера и изменчивости обводненности территорий водосборов рек использовались данные спутниковых альтиметров TOPEX/Poseidon и ENVISAT, полученные во французском центре наблюдений СТОН (http://ctoh.Iegos.obs-mip.fr/ French Observation Service dedicated to satellite altimetry studies, г. Тулуза, Франция). В работе также использовались карта «Растительность Западно-Сибирской равнины», М 1:1500000 (1976); и гидрографические характеристики водосборов из

монографий (Ресурсы поверхностных вод..., 1978) и (Гидрология

заболоченных территорий..., 2009).

Научная новизна представленной работы заключается:

1) в применении данных модельного реанализа ЕЯЛ-40 по речным бассейнам (21 водосбор) для оценки изменчивости тепловлагообеспеченности территории;

2) использовании данных спутниковой альтиметрии для оценки пространственно-временной изменчивости обводненности речных бассейнов на основе анализа коэффициента обратного рассеяния (КОР), пороговые значения которого уточнены по гидрографическим характеристикам исследуемых водосборов;

3) выявлении связи между степенью обводненности и осадками летнего периода по данным модельного реанализа для ряда водосборов;

4) подтверждении репрезентативности данных спутниковой альтиметрии для оценки временной динамики обводненности речных бассейнов;

5) классификации речных водосборов Обского бассейна по характеру межгодового и сезонного хода коэффициента обводненности.

Практическое значение работы и реализация результатов. Диссертация выполнена в рамках международного российско-французского проекта САИ->УЕТ-81В «Биогеохимический цикл углерода в заболоченных ландшафтах Западной Сибири» при поддержке Посольства Франции, а также грантов РФФИ № 08-05-92496, № 11-05-93109.

Основные выводы и результаты работы используются при подготовке и преподавании курсов двух магистерских программ по направлению «гидрометеорология»: «гидрология суши», и «гидрология и геоэкология заболоченных нефтегазоносных территорий» в Томском государственном университете.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Данные модельного реанализа ЕПЛ-'Ю являются репрезентативным источником, позволяющим оценить изменчивость температуры воздуха и атмосферных осадков в бассейнах рек Западно-Сибирской равнины.

2. Метод спутниковой альтиметрии является репрезентативным источником информации, который позволяет оценивать относительную площадь обводненной поверхности в бассейнах рек и ее временную изменчивость.

3. Метод спутниковой альтиметрии позволяет проводить районирование территории по межгодовой и сезонной динамике обводненности бассейнов рек.

задач проводились совместно с научными руководителями В.А.Земцовым и А.В.Кураевым, а также с научным сотрудником лаборатории по изучению геофизики и океанографии спутниковыми методами в г. Тулуза Е.А.Захаровой. Основная обработка данных по спутниковой альтиметрии были проведены совместно с А.В.Кураевым и Е.А.Захаровой. Апробация результатов исследования. Основные результаты обсуждались на международных и всероссийских конференциях: Европейского Геофизического Союза (European Geosciences Union, Вена, Австрия, 2009, 2010); Европейского Космического Агентства (ESA) «Спутниковые методы в гидрологии: комплексный подход в гидрологических исследованиях» («Earth observation and the water cycle: towards a water cycle multi-mission strategy») (Фраскати, Италия, 2009); Европейского Геофизического Союза «Леонардо» по актуальным проблемам водных ресурсов (EGU Leonardo Topical Conference Series on the hydrological cycle - 2010) (Люксембург, 2010); Enviromis-2010 (Томск, 2010); «Фундаментальные проблемы воды и водных ресурсов» (Барнаул, 2010); на трехстороннем российско-французско-немецком семинаре «Климато-регулирующая роль лесных и болотных экосистем: ландшафтао-экологические и социальные аспекты» (The climate regulating role of forest-bog ecosystems: landscape-ecological and social aspects) (Гамбург, Германия, 2010), Международной научно-практической конференции «Климатология и гляциология Сибири» (Томск, 2012).

По материалам диссертации опубликовано 5 статей, включая 2 - в журналах, которые входят в перечень рецензируемых научных журналов и изданий.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы, состоящего из 160 наименований, в том числе 60 на иностранном языке. Работа содержит 119 страниц печатного текста, 28 рисунков и 11 таблиц. Все таблицы и фотографии, если в подписи к ним не указано другое, выполнены автором.

Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность своим руководителям В.А.Земцову и А.В.Кураеву, а также соавторам публикаций Е.А.Захаровой, С.Н.Кирпотину, Н.М.Моньяр за идеи, консультации и помощь при написании работы.

Особую благодарность автор выражает доценту кафедры метеорологии и климатологии ТГУ И.В.Кужевской, сотруднику лаборатории по изучению геофизики и океанографии спутниковыми методами в г.Тулуза С.Бьянкамария за помощь в подготовке и анализе данных по климату, а также аспиранту ТГУ Р.М.Манассыпову за помощь в проведении полевых исследований.

Отдельное спасибо автор выражает всем организациям, которые предоставили финансирование для выполнения данной работы: Посольству Франции в Москве, Томскому государственному университету, Университету им. Поля Сабатье - Тулуза III, РФФИ, лаборатории по изучению геофизики и океанографии спутниковыми методами (LEGOS, г. Тулуза, Франция). Автор искренне благодарит сотрудников и аспирантов лаборатории LEGOS, а также

региональное образовательное учреждение г.Тулузы (СЯОШ) за моральную поддержку и помощь во время пребывания во Франции.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность проблемы, сформулированы цель и основные задачи исследования, его научная новизна и практическая значимость.

Глава 1. Общая характеристика территории

В главе рассмотрены физико-географические факторы и закономерности, которые определили развитие исследуемой территории. Характеризуются особенности климата, гидрографической сети, гидрологических условий, динамика болотообразовательного процесса, которые необходимо учитывать при геоэкологическом мониторинге территории.

Глава 2. Методология исследования

В качестве исходной информации для оценки характера климатической изменчивости по температуре воздуха и атмосферным осадкам послужили данные наблюдений метеостанций и модельного реанализа ЕЯА-40. наблюдения на метеостанциях использованы нами для контроля данных модельного реанализа.

Анализ данных по температуре воздуха и атмосферным осадкам проводился по станциям Березово (1936-2005 гг., 69 лет наблюдений) и Барабинск (1926-2005гг., 79 лет), расположенных в разных частях равнины. Данные по осадкам откорректированы в ВНИИГМИ-МЦД для исключения неоднородностей.

Архив реанализа ЕЯА-40 содержит данные по температуре воздуха и атмосферным осадкам за период 1958-2001 гг. с пространственным разрешением 2,5° по широте и долготе в узлах регулярной сетки. Нами выполнено арифметическое осреднение данных во всех узлах регулярной сетки, попадающих в пределы каждого конкретного водосбора (рис. 1).

Анализ среднегодовой температуры воздуха и суммы атмосферных осадков в речных бассейнах проводился за календарный год и по сезонам, с условно принятыми жесткими границами: зима (декабрь предыдущего года -февраль, д-ф), весна (март-май, м-м), лето (июнь-август, и-а), осень (сентябрь-ноябрь, с-н). Уровень значимости а при оценке статистической значимости параметров тренда по критерию Стьюдента задавался равным 5%.

■ D Ш Ш°

Рисунок 1 - Карта-схема покрытия исследуемых водосборов координатной сеткой модельного реанализа ERA-40 (Границы зон даны по О.В. Мезенцевой 2009)

Примечание: бассейны рек: 1 - Щучья, 2 - Полуй, 3 - Надым, 4 - Пур, 5 - Таз, б - Назым, 7 - Лямин, 8 - Тромъеган, 9 - Вах. 10 - Северная Сосьва, 11 -Тавда, 12 - Конда, 13 - Тура. 14 - Большой Юган, 15 - Тым, 16 - Васюган, 17 - Омь, 18 - область замкнутого стока Обь-Иртышского междуречья) — обозначена кружками. Красный треугольник - метеостанция Березово, зеленый треугольник - метеостанция Барабинск

Гидролого-климатические зоны (Мезенцев, Кариацевич, 1969):

А.зона избыточного увлажнения в средний и влажный годы и оптимального

увлажнения в сухой год повторяемостью 1 раз в 5 лет;

B.зона избыточного увлажнения и недостаточной теплообеспеченности во влажный год повторяемостью 1 раз в 5 лет и оптимального увлажнения в средний год и сухой год повторяемостью 1 раз в 5 лет;

C.зона оптимального увлажнения и теплообеспеченности в средний год и во влажный год повторяемостью 1 раз в 5 лет и недостаточного увлажнения в сухой год повторяемостью 1 раз в 5 лет;

0.30на недостаточного увлажнения и избыточной теплообеспеченности в сухой год повторяемостью 1 раз в 5 лет и оптимального увлажнения в средний год и во влажный год повторяемостью 1 раз в 5 лет;

Е.зона весьма недостаточного увлажнения и избыточной теплообеспеченности в средний год и сухой год повторяемостью 1 раз в 5 лет, а также недостаточного увлажнения во влажный год повторяемостью 1 раз в 5 лет;

А1.зона весьма избыточного увлажнения и недостаточной теплообеспеченности;

Е1.зона весьма недостаточного увлажнения и избыточной

теплообеспеченности.

Природные зоны (Булатов, 1996):

1. тундра; 2. лесотундра; 3. северная и средняя тайга; 4. южная тайга; 5. подтайга (смешанные леса); 6. мелколиственные леса; 7. северная лесостепь; 8. центральная лесостепь; 9. южная лесостепь; 10. степь.

Для оценки режима увлажнения территории по обводненности водосборов нами использован метод спутниковой альтиметрии. Принцип его работы заключается в том, что радар альтиметра испускает короткий сигнал в направлении надира (вертикально вниз), сигнал отражается от земной поверхности и принимается бортовым приемником. Время от начала отражения сигнала до его приема позволяет установить расстояние между спутником и земной поверхностью.

С помощью альтиметрии получают расстояние между спутником и отражающей поверхностью, а также форму волны, которая несет информацию о природе и свойствах поверхности (У^писЫИ й а1., 2011). Одним из элементов формы волны является энергия альтиметрического сигнала, которая выражается коэффициентом обратного рассеяния (КОР, дБ,) и используется в диссертации для анализа обводненности водосборов.

Открытая водная поверхность дает большее значение КОР, чем неувлажненная. Величина КОР зависит также от рельефа, почвогрунтов, растительности. В случае открытой водной поверхности сигнал сильный: КОР > 15 дБ. Отраженный сигнал слабее, например, в горах с большим разнообразием уклонов поверхностей, от которых отражение происходит под разными углами с большими потерями энергии, а также на поросших густой травой суходольных лугах или, тем более, в лесу.

В диссертации использованы данные спутниковых альтиметров ТОРЕХ/Ро5е1с1оп и ЕЫУ18АТ. Интервал повторения измерений (цикл) вдоль

спутниковой трассы составляет 10 и 35 дней соответственно. Зона покрытия спутниковыми трассами (треками) находится между 66° с.ш. и 66° ю.ш. у ТОРЕХ/Ро$е1ёоп и 82,4° с.ш. и 82,4° ю.ш.у ЕМУ18АТ (рис. 2).

Рисунок 2 - Карта-схема покрытия водосборов трассами спутников TOPEX/Poseidon и ENVI S AT

Примечание: треки TOPEX/Poseidon показаны черным цветом, EN VISAT -оранжевым цветом

Методика обработки спутниковых данных

1. Данные альтиметрии представляли собой совокупность сигналов с интервалом вдоль спутниковой трассы 0,1 с, что соответствует пространственному разрешению 580 м для спутника TOPEX/Poseidon и 380 м для ENVISAT. Расстояние между спутниковыми трассами для TOPEX/Poseidon составляет 300 км и 85 км для ENVISAT (рис. 3). Точки вдоль трассы соответствуют сигналам спутника. Для получения выходных данных для дальнейшего анализа обводненности территории каждого водосбора с помощью программы ГИС Mapinfo мы определяли координаты пересечения границ водосбора со спутниковыми трассами.

2. Определялось общее количество альтиметрических измерений в каждом цикле и количество измерений из них, приходящихся на поверхность, классифицируемую нами как водная, и на самом деле являющуюся в той или иной степени обводненной. На ней постоянно (в виде рек, озер) или временно (в виде разного типа болот, топей, речных пойм) присутствует вода. Обводненность территории предлагается измерять коэффициентом обводненности К0бв, вычисляемым как отношение количества измерений над

водной поверхностью Nobs(ndB> к общему количеству измерений Nobs в каждом спутниковом цикле:

Ko6B=Nobs(ndB/Nobs* 100% (1)

При этом пороговые значения коэффициента обратного рассеяния, позволяющие отделить обводненную поверхность от необводненной, задавались для каждого водосбора последовательно от 15 до 27 дБ (рис. 4). По формуле (1) для летнего наиболее сухого сезона у каждого бассейна вычислялся наименьший коэффициент обводненности Кобв, который для уточнения порогового значения КОР сравнивался с гидрографическими характеристиками этого водосбора, а именно, с относительной площадью постоянно увлажненных земель на водосборе, или суммой его озерности и заболоченности (fm+fe), взятых из монографий «Ресурсы поверхностных вод..., 1978) и «Гидрология заболоченных территорий» (2009), и по карте «Растительность Западно-Сибирской равнины» (1976).

Рисунок 3 — Карта-схема покрытия водосбора реки Вах сигналами спутников TOPEX/Poseidon и ENVISAT

Примечание: TOPEX/Poseidon - красный цвет, ENVISAT - синий i/eem

На рис. 4 представлен ход наименьших летних Ко5в (%) в зависимости от принятого порогового значения КОР для бассейна р. Вах по данным двух спутников. Из него следует, что для TOPEX/Poseidon пороговое значение (соответствующее сумме заболоченности и озерности по гидрографическим характеристикам) равно 25 дБ, а для ENVISAT - 17 дБ. Полученные значения использовались далее для оценки динамики обводненности исследуемой территории.

Количество измерений Nobs за 10-дневный для TOPEX/Poseidon (49-753 точек) и 35-дневный для ENVISAT (1261-18509 точек) спутниковые циклы зависит от площади каждого водосбора. Очевидно, что величина Кобв изменяется во времени по сезонам года, а для каждого сезона — и в многолетнем разрезе, и отражает пространственно-временную динамику обводненности исследуемой территории.

■в--8-

TOPEX/Poseklon

справочник по Ресурсам поверхностных вод ENVISAT

14 16 18 20 22 24

значение КОР. выраженное в дБ

Рисунок 4 - График хода коэффициента обводненности (%) в зависимости от порогового значения КОР (дБ) для р. Вах со схемой определения порогового значение КОР

Глава 3. Анализ пространственно-временной изменчивости климата и обводненности речных бассейнов Западной Сибири

Временная динамика температуры воздуха и атмосферных осадков в 21 исследуемом бассейне анализировалась нами по данным метеостанций (19262005 гг.) и модельного реанализа ERA-40 (1958-2001 гг.).

Исследование репрезентативности данных реанализа Данные реанализа ERA-40 по температуре воздуха и осадкам сопоставлены нами с наблюдениями на станциях Березово и Барабинск для оценки репрезентативности. Анализ трендов температуры воздуха и атмосферных осадков за период 1958-2001 гг. на исследуемых водосборах показал хорошее соответствие данных метеостанций и реанализа (табл.1).

Исследование многолетних трендов изменения температуры и осадков

Исследование трендов среднегодовой температуры воздуха показало, что наиболее сильное потепление наблюдается в северной части равнины (коэффициенты линейных трендов от 0,35 до 0,37 °С/10 лет - табл. 2 и рис. 5а). Это подтверждается также результатами других авторов (Кабанов, 2008; Frey and Smith, 2003). Значимое увеличение атмосферных осадков в основном наблюдается в Зауралье на водосборах рек Северная Сосьва, Конда, Тавда,

Тура, на станции Березово, а также в северной части равнины на водосборе реки Таз и в Сургутском Полесье на водосборах рек Назым, Вах (16,8-24,1 мм/10 лет) (рис. 56, табл. 3).

Таблица 1 - Значения коэффициентов линейного тренда и парных коэффициентов корреляции между данными реанализа и метеорологическими станциями по среднегодовой температуре воздуха и годовым осадкам за период 1958-2001 гг.

Коэффициент линейного тренда ("С/10 лет)/(мм/10 лет) Гху (температура) r,v (осадки)

Реанализ (С. Сосьва) 0,2/15 0,99 0,77

Березово 0,2/10

Реанапиз (область замкнутого стока Обь-Иртышского междуречья) 0,3 /9 0,97 0,73

Барабинск 0,4/13

Для выявления роли каждого сезона в формировании поля среднегодовых температур воздуха и сумм атмосферных осадков также рассчитаны их тренды за отдельные сезоны: зима, весна, лето, осень. Наибольшие изменения температуры и осадков на водосборах происходят весной (табл. 2-3). Полученные нами результаты по температуре воздуха подтверждаются данными исследований авторов (Frey and Smith, 2003; Гордов, 2007) по данным метеостанций (1958-1999 гг.) и модельного реанализа ERA-40 (1958-2000 гг.).

Меньший вклад в изменение среднегодовых температур воздуха вносят температуры зимнего, летнего и осеннего сезонов на всех водосборах (за исключением станции Барабинск, на которой наблюдается значимое увеличение зимней температуры воздуха 0,53°С/10 лет). Изменение атмосферных осадков менее существенно в летний и осенний сезоны, за исключением ряда водосборов, на которых наблюдается их значимое увеличение (табл. 3).

Значимое увеличение весенних температур приводит к более раннему снеготаянию и увеличению продолжительности вегетационного периода, а атмосферных осадков - к увеличению обводненности территорий в разных природных зонах (несмотря на рост температур воздуха и величины испарения). Обводненность территории зависит и от степени естественной дренированности территории. В таких условиях влияние изменения осадков на изменение режима обводненности сложно отследить только наблюдениями на станциях, а недоступность большинства территорий равнины еще больше усложняет решение этой задачи. Поэтому здесь оказывается полезным метод спутниковой альтиметрии.

Рисунок 5 - Карта-схема распределения коэффициентов линейных трендов по (а) среднегодовой и (б) годовой сумме атмосферных осадков

'□ 0,35 ю 0,39 (3)

,□ 0,32 1о 0,35 (4)

□ 0,29 П) 0,32 (1)

□ 0,2510 0.29 (3)

□ 0,221о 0,25 (4)

□ 0,18Ю0,22 (1) О 0,151о 0,18 (2)

Таблица 2 - Средние многолетние и сезонные значения коэффициентов линейного тренда по температуре воздуха и расчет N статистики (1958-2001 гг. по ЕЯА-40; 1926-2005 по метеорологическим станциям)____

Названия водосборов и 9 о , и » £<5 СО Ы н ■ о 3 £ чи I; л ь< 5 Н д (м-С/10 ;т К5 ^ Н 1 О "се Е О (Я ьг н 1 о "х" 3 ° ев ы 5 р 1 О

метеорологических станций 5 о-с 8. * о н сс г ~ о- ~ Н сс к £ § О 5 0 я н К5 § о и 0 - к сб

о ° О в Н * о н о н О

Щучья 0,24 1,43 -0,10 -0,26 0,84 2,69 0,27 1,61 -0,11 -0,36

Полуй 0,34 2,12 0,12 0,29 0,78 2,72 0,29 1,83 0,12 0,49

Надым 0,37 2,29 0,23 0,55 0,76 2,71 0,29 1,97 0,12 0,46

Пур 0,35 2,20 0,22 0,47 0,68 2,52 0,32 2,25 0,23 0,87

Таз 0,36 2,32 0,34 0,71 0,62 2,47 0,25 1,78 0,12 0,42

Северная Сосьва 0,15 0,97 -0,05 -0,14 0,53 2,23 0,15 0,89 -0,07 -0,32

Конда 0,22 1,65 0,19 0,53 0,45 2,07 0,17 1,06 0,02 0,10

Тавда 0,17 1,31 0,01 0,17 0,44 2,14 0,18 1,15 -0,04 -0,19

Тура 0,20 1,73 0,22 0,72 0,33 1.66 0,18 1,20 0,05 0,30

Назым 0,22 1,53 0,09 0,24 0,56 2,26 0,17 1,11 0,03 0,11

Лямин 0,24 1,89 0,15 0,40 0,63 2,42 0,19 1,29 0,09 0,39

Тромъеган 0,34 2,24 0,26 0,63 0,72 2,50 0,19 1,36 0,12 0,47

Вах 0,33 2,14 0,32 0,70 0,61 2,52 0,24 1,73 -0,03 -0,10

Большой Юган 033 2,41 0,36 0,94 0,59 2,49 0,22 1,60 0,11 0,52

Тым 0,26 1,84 0,29 0,70 0,53 2,40 0,12 1,08 0,07 0,29

Васюган 0,29 2,21 0,30 0,83 0,49 2,34 0,19 1,62 0,09 0,46

Омь 0,28 2,02 0,34 0,98 0,38 1,71 0,17 1,32 0,11 0,58

область замк. стока

Обь-Иртышского 0,27 2,14 0,43 1,26 0,37 1,79 0,11 1,0 0,15 0,75

Междуречья

Березово 0,05 0,73 0,02 0,10 0,20 1,22 0,03 0,45 -0,04 -0,28

Барабинск 0,26 5,98 0,53 4,00 0,40 4,73 0,06 1,29 0,10 1,33

Примечание - жирным шрифто м обозначены значимые при а = 0,05 коэффициенты тренд

а ст\ к

сл

¡3 О"

Н ю о 2 В3

■а

■х р

О о о

СГ

н -Г

гъ г-

С1

и)

"чО

оо

Среднегод.

тренд, мм/10 лет

и> 4^

"чО

о о

К)

оо о

статистика

1«

Оч '

ОО

о и>

"чО

Тренд(д-ф). мм/10

ю --1

Оч чО

I-

статистика

"чО

о«

IV!

Оч

Тренд (м-м), мм/10 лет

4^ О

1*>

ю к>

о К)

Оч '

1ч) '

м о

1ч)

о '

статистика

чО

К) оо

Тренд (и-а), мм/10 лет

ю К)

Оч

М 4^

О чО

статистика

4^ Чл

00 00

Чл

4=-О

Тренд (с-н), мм/10 лет

о с*

о о

статистика

Исследование динамики обводненности методом спутниковой альтиметрии

Анализ временной изменчивости обводненности в речных бассейнах вначале проводился по данным спутника ТОРЕХ/РоБе^оп, а затем - спутника Е1МУ18АТ.

Выполнена классификация речных бассейнов (ТОРЕХ/Ро$е1с1оп) по характеру межгодового хода минимальных коэффициентов обводненности за летний сезон. В результате автором на основе визуального анализа изменчивости минимальных летних коэффициентов обводненности за 8 лет выделены четыре географических района (рис. 6). Первый из них включает центральную часть Обь-Иртышского междуречья и его бессточную область. Второй район объединяет реки Зауралья и северной части Обь-Иртышского междуречья. В этой группе рек выделяются 2 подгруппы: а) Северная Сосьва, Конда, Тавда; б) Тура и Большой Юган. В третьем районе оказались реки Обь-Енисейского междуречья, а в четвертом - реки Сургутского Полесья, а также реки текущие к северу от Сибирских Увалов. В последнем районе выделяется 4 подгруппы водосборов: а) Пур, Надым, Казым; б) Полуй, Таз; в) Тромъеган, Пим; г) Лямин, Назым. Предложенная классификация водосборов хорошо согласуется с классификацией В.А.Земцова (2003) по сходству многолетней изменчивости годового и помесячного стока рек, однако группа рек. текущих к северу от Сибирских Увалов, подразделяется нами более детально.

-А \

■ Кондэ

- с сосьва

■ Т8ВДЭ

1392

- Кт.

■ Тым Бах

1934 1996

2000 2002

-1-'-1-

19» 1996

20СС] 2092

Рисунок 6 - Группы водосборов по межгодовому ходу коэффициента

обводненности

Для выявления зависимости между минимальной обводненностью летнего периода и суммой осадков за этот период вычислены коэффициенты парной линейной корреляции и их стандартные погрешности на всех исследуемых водосборах. Значимые коэффициенты корреляции а = 0,05 получены для рек Сев. Сосьва (гху = 0,79) Тым (гху = 0,90), Омь (гху = 0,93), Васюган (гху = 0,73), Полуй (гху

= 0,77). Таким образом, можно предположить, что минимальная обводненность бассейнов существенно зависит от суммы осадков летнего периода, что подтверждает репрезентативность данных альтиметрии.

Данные альтиметра ТОРЕХ/Розе1с1оп, охватывающие только 8-летний период наблюдений, не позволили выявить значимые временные тренды. Исключение составили только водосбор реки Омь и область внутреннего стока Обь-Иртышского междуречья с отрицательным трендом осадков. Однако в работе О.С.Литвиновой (2011) на территории Обь-Иртышского междуречья не выявлен значимый тренд в колебаниях годовой суммы осадков за последние 70 лет. Вероятно, это связано с различиями в длинах временных рядов. Можно утверждать только то, что и в дальнейшем будут происходить как колебания, так и направленные изменения обводненности территорий, а метод спутниковой альтиметрии вполне может использоваться для оценки динамики обводненности водосборов.

Анализ изменчивости обводненности всех исследуемых речных бассейнов по данным альтиметра Е.\'У15АТ проводился для 2003-2008 гг. (5 лет). На первом этапе мы работали с бассейнами севера Западной Сибири: Полуй, Надым, Пур, Таз (ПНПТ), используя пороговое значение КОР=20 дБ. Результаты представлены на рис. 7, они отражают изменчивость обводненности водосборов ПНПТ, характеризующуюся наличием ежегодно двух максимумов: весеннего и осеннего, с минимумом между ними. Первый из них связан с весенним половодьем, которое наступает обычно в июне, со значением Кобв до 85% для всех рек, кроме Таза (66%). Низкое значение Ко5в в бассейне р. Таз, вероятно, объясняется расчлененным рельефом Тазовской возвышенности, где условия затопления менее благоприятны.

Второй максимум приурочен к осенним паводкам в сентябре, также с высокими значениями Ко6в - до 81% для Надыма, 79% для Пура, 56% для Полуя и 52% для Таза. Отметим, что весенний и летне-осенний периоды характеризуются почти одинаково высокими значениями обводненности, хотя водность рек существенно ниже в летне-осенние паводки, чем в половодье, т.е. даже незначительное повышение разности осадков и испарения на водосборе ведет к существенному обводнению поверхности и увеличению влажности почвы.

Летний минимум у всех бассейнов наблюдается в августе со значениями К0бВ 35% для Полуя, 68% для Надыма, 70% для Пура и 42% для Таза. Таким образом, спутниковая альтиметрия дала возможность оценить величину и изменчивость площади затопляемых и переувлажненных территорий на водосборах ПНПТ.

Классификация 21 водосбора по сезонному ходу коэффициента обводненности при пороговом значении КОР-2Г) дБ показана в табл. 4.

Поскольку пороговое значение КОР зависит от типа ландшафта, мы выбирали индивидуальное значение этого критерия для каждого водосбора. Для северных водосборов пороговое значение осталось неизменным (20 дБ). Водосборы, находящиеся в области Зауралья, в центральной части Обь-Иртышского междуречья и его бессточной области, а также в районе Сургутского Полесья, характеризуются другими пороговыми значениями КОР.

В результате проведенного анализа межгодовой изменчивости обводненности также удалось выделить четыре географических района, которые в целом совпадают с районами, установленными по данным спутника ТОРЕХ/Розе1с1оп. При этом со временем также наблюдается постепенное увеличение обводненности в каждом географическом районе (рис. 8).

Надым (черный)

Пур (серым)

Полуй (черный с крестиками)

Таз (мерный с точками)

а) „

г 100

1 "

1 § ^ ео

5 о-1 г" '¡В " § 5 | 5 - 00

1112 • 4Э

15" '1 -

в-о 3" -в- Е5 т о • 20

^ г о - О

Ь)

- з <40 со С*

| эосо

,31 2000 • 3

- I 1000 , р»

* /и,

Пур (серый) Надым (черный)

Рисунок 7 - Временная изменчивость (а) Кобв (измерения альтиметрического спутника Е1ЧУ15АТ, классифицированные как вода, (%); (б) гидрографы стока рек, м3/с (гЬакЬагоуа с! а!., 2009)

Таблица 4 — Типы водосборов по межгодовой и сезонной изменчивости по данным

_спутника ЕТЧУ^АТ (гак1шгоуа е! а!., 2009)__

Типы и характеристика водосборов по сезонной изменчивости К05В

I. Низкое продолжительное половодье с одним пиком и хорошо выраженным летним минимумом: область внутреннего стока Обь-Иртышского междуречья, Омь, Тавда, Северная Сосьва, Тура, Васюган.

1а. Низкое продолжительное половодье с двумя пиками и хорошо выраженным летним минимумом: Кеть, Тым, Большой Юган и Конда._

II. Высокое продолжительное половодье с незначительным летним минимумом: Тромъеган, Пим, Лямин, Назым, Щучья_

III. Среднее продолжительное половодье с двумя пиками и хорошо выраженным летним минимумом:, Вах, Казым, Таз, Полуй, Пур, Надым _

Рисунок 8 - Межгодовая изменчивость минимального за лето коэффициента обводненности в бассейнах рек (показаны только те из них, на которых наблюдается видимое увеличение обводненности)

Несмотря на некоторое увеличение обводненности в каждом географическом районе за 5-летний период, сложно предположить, в какую сторону будет меняться обводненность в дальнейшем. Поэтому спутниковый мониторинг для решения этой проблемы может быть продолжен с использованием новых программ спутниковой альтиметрии, что позволит увеличить длину временного ряда.

Основные выводы и результаты работы следующие:

1. По данным метеостанций и реанализа исследована динамика изменений температуры воздуха и сумм атмосферных осадков в бассейнах рек протекающих в разных гидролого-климатических и болотных зонах Анализ данных по годовой температуре воздуха (1958-2001 гг.) показал, что наиболее сильное потепление наблюдается в северной части равнины на водосборах рек Надым и Таз (0,37 С/10 лет), а значимое увеличение сумм атмосферных осадков наблюдается в Зауралье и на водосборах рек Пур, Таз, Назым и Вах. Тенденция к увеличению сумм атмосферных осадков наблюдается по всей территории

равнины, кроме водосборов рек Васюган и Омь, которые характеризуются отрицательными знаками трендов.

2. Анализ сезонных изменений температуры воздуха и атмосферных осадков выявил следующее:

• значимое увеличение температур воздуха наблюдается весной с наиболее сильным потеплением на севере равнины, а также на станции Барабинск (0,40-0,84°С/10 лет);

• значимое увеличение сумм атмосферных осадков наблюдается в зимний, весенний и летний сезоны. Однако в весенний сезон значимое увеличение осадков наблюдается на большинстве водосборов рек равнины, расположенных в каждой гидролого-климатической и болотной зоне.

3. Изменения температуры воздуха и атмосферных осадков приводят к изменению в режиме обводненности территории. Метод спутниковой альтиметрии позволил оценить величину и межгодовую и сезонную изменчивость

обводненности водосборов рек Обского бассейна.

4. Для оценки многолетних изменений коэффициента обводненности исследуемых водосборов в летний сезон и ее изменения по сезонам внутри года определено пороговое значение КОР для каждого водосбора по спутникам ТОРЕХ/Ро5е!с)оп и Е1ЧУ15АТ.

5. По данным спутника ТОРЕХ/РовеМоп предложена классификация речных бассейнов по характеру межгодового хода минимального летнего коэффициента обводненности, а также выделено четыре географических района. Данная классификация хорошо согласуется с классификацией по сходству динамики колебаний стока рек.

6. Выявлены водосборы, для которых межгодовая изменчивость обводненности по данным спутника ТОРЕХ/РовеМоп хорошо согласуется с суммой летних . атмосферных осадков по реанализу за 1993-2001 гг.

7. Установлено, что со временем за 8 лег наблюдается значимое уменьшение обводненности (ТОРЕХ/РовеМои) в области внутреннего стока Обь-Иртышского междуречья и на водосборе реки Омь.

8. По данным спутника ЕИУ^АТ выполнена классификация водосборов по характеру межгодового и внутригодового хода коэффициента обводненности. Выделены также 4 района, которые в целом совпали с районами, определенными по данным спутника ТОРЕХ/Розе1с1оп. Увеличение обводненности было обнаружено на водосборах рек Зауралья, Сургутского Полесья, Обь-Енисейского междуречья, а также на водосборе реки Васюган.

В целом проведенные исследования показали репрезентативность данных спутниковой альтиметрии в отношении оценки степени обводненности речных водосборов и ее пространственно-временной изменчивости.

Перспективы дальнейших исследований. Дальнейшие исследования будут направлены на уточнение пороговых значений КОР по конкретным водосборам для разделения ландшафтов, отличающихся разной степенью обводненности и

подтопления, и исследования дннамики их обводненности по сезонам многолетний период.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи, опубликованные в журналах, входящих в перечень рецензируемых научных журналов и изданий:

4. Е.А. Zakharova, A.V. Kouraev, S. Biancamaria, M.V. Kolmakova, N.M. Mognard, V.A. Zemtsov, S.N. Kirpotin, B. Decharme. Snow cover and spring flood flow in the northern part of the Western Siberia (The Poluy, Nadym, Pur and Taz rivers) //Journal of Hydrometeorology. - 2011. -Vol 12(6) -P 1498-1511 (1,42/0,11 пл.).

5. Колмакова M.B., Захарова E.A., Кураев A.B., Земцов В.А., Кирпотин С.Н. Временная изменчивость климата и обводненности территории Западной Сибири по данным метеорологических станций, модельного реанапиза и спутниковой альтиметрии // Вестник Томского государственного университета. - 2012. -№ 364. - С. 173-180. (0,85/0,29 пл.).

Статьи в других научных изданиях:

6. Zakharova, Е.А., Kouraev, A.V., Kolmakova, M., Mognard, N.M., Zemtsov V.A., Kirpotin S.N. The modem hydrological regime of the Northern Western Siberia from in situ and satellite observations // International Journal of Environmental Studies. - 2009. - Vol. 66, № 4. - P. 447-463. (1,05/0,15 пл.).

7. Колмакова M.B., Кураев A.B., Захарова E.A., Кирпотин С.Н., Земцов В.А., Моньяр Н.М. Пространственно-временная изменчивость гидрологического режима и качества вод в криолитозоне Западной Сибири // Фундаментальные проблемы воды и водных ресурсов: материалы Третьей всероссийской научной конференции с международным участием (24-28 августа, 2010 г ) -Барнаул: Изд-во APT, 2010.-С. 141-145.(0,31/0,08 пл.).

8. Колмакова М.В., Захарова Е.А., Кураев A.B., Земцов В.А., Кирпотин С.Н. Временная изменчивость климата и обводненности в Западной Сибири по данным метеостанций, модельного реанализа и спутниковой альтиметрии // Климатология и гляциология Сибири: материалы Международной научно-практической конференции (16-20 октября, 2012 г.). - Томск: Изд-во Центр научно-технической информации, 2012. - С. 134-135. (0,18/0,10 пл.).

Тираж 110 экз. Заказ №001021

Типография «РПК Контекст» г. Северск. пр. Коммунистический, 112 8 (3823) 53-44-53

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Колмакова, Мария Владимировна

Введение

Глава 1. Общая характеристика территории

1.1. Физико-географические факторы, определяющие развитие 11 Западно-Сибирской равнины

1.1.1. Орографическая характеристика равнины

1.1.2. Современный период формирования рельефа равнины

1.1.3. Болотообразовательный процесс как один из основных 17 факторов формирования современного облика ЗападноСибирской равнины

1.2. Особенности климата Западно-Сибирской равнины

1.3. Гидрография

1.3.1. Болотная гидрографическая сеть и ее характеристика

1.3.2. Озерность равнины

1.4. Ландшафты

Глава 2. Методология исследования

2.1. Методы исследования

2.2. Методы наблюдений и измерений

2.2.1. Модельный реанализ

2.2.2. Краткий обзор методов дистанционного зондирования 47 Земли (ДЗЗ)

2.3. Методы обработки и анализа информации

2.4. Объекты исследования

2.5. Исходные материалы, используемые в работе

2.5.1. Данные метеорологических станций и модельного 63 реанализа

2.5.2. Данные космического зондирования

Глава 3. Анализ пространственно-временной изменчивости климата и 71 обводненности речных бассейнов Западной Сибири

3.1. Современные тенденции изменения климата

3.2. Анализ трендов многолетних и сезонных изменений 75 температуры воздуха и атмосферных осадков (1926-2005) по данным метеорологических станций и модельного реанализа ЕЯА

3.3. Временная изменчивость обводненности речных бассейнов 87 Западно-Сибирской равнины по данным спутниковой альтиметрии (ТОРЕХ/Розе1ёоп, ЕЫУ18АТ)

3.3.1. Режим обводненности водосборов по наблюдениям 87 спутника ТОРЕХ/Ро8е1ёоп

3.3.2. Классификация водосборов по характеру межгодового 93 хода коэффициента обводненности по данным спутника ЕКЛаЭАТ

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Гидролого-климатическая изменчивость в речных бассейнах Западно-Сибирской равнины"

Актуальность темы исследования. Для прогноза будущих изменений климата требуются многолетние данные по климатическим и гидрологическим характеристикам, которые можно получать не только с помощью гидрометеорологических наблюдений на станциях, но и с помощью модельного реанализа и спутниковой альтиметрии.

Модельный реанализ представляет собой результат численного моделирования с ассимиляцией данных наземных и спутниковых наблюдений Модельный реанализ широко используется разными научными группами в исследованиях по изменению климата, как в России, так и за рубежом (Serreze et al., 2005; Гордов, 2007). Реанализ ERA-40 на сегодняшний день считается одним из лучших источников информации для анализа климатических изменений.

Спутниковая альтиметрия является одним из активных методов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Метод применяется для исследований поверхности океана (Fu, Cazenave, 2001), измерения точной топографии поверхностей, покрытых льдом в полярных областях (Legresy, Remy, 1997; Remy et al., 1999), для измерения уровня водных объектов суши (Birkett 1995, Cazenave et al. 1997), а в последнее время - для получения информации о режиме обводненности территорий (Zakharova et al., 2009). Последнее является очень важным при изучении гидрологии и геоэкологии Западно-Сибирской равнины, отличающейся сильной заболоченностью. Под степенью обводненности нами понимается относительная площадь покрытия территории постоянно или временно влагой (озера, реки, разного вида топи, речные поймы, болота). Она меняется в пространстве и во времени и отражает характер увлажнения территории. В диссертационной работе в расширение подхода B.C. Мезенцева и И.В. Карнацевича (1969) обводненность рассматривается нами как показатель степени увлажнения территории, определяемой по данным спутниковой альтиметрии.

• провести анализ трендов годовых и сезонных температур воздуха и атмосферных осадков за многолетний период по данным модельного реанализа ЕИА-40, отнесенным к речным бассейнам среднего размера, и данным метеорологических станций;

Для оценки характера и изменчивости обводненности территорий водосборов рек использовались данные спутниковых альтиметров TOPEX/Poseidon и ENVISAT, полученные во французском центре наблюдений СТОН (http://ctoh.legos.obs-mip.fr/ French Observation Service dedicated to satellite altimetry studies, г. Тулуза, Франция). В работе также использовались карта «Растительность Западно-Сибирской равнины», М 1:1500000 (1976); и гидрографические характеристики водосборов из монографий (Ресурсы поверхностных вод., 1978) и (Гидрология заболоченных территорий., 2009).

Научная новизна представленной работы заключается:

1. в применении данных модельного реанализа ЕЯА-40 по речным бассейнам (21 водосбор) для оценки изменчивости тепловлагообеспеченности территории;

2. использовании данных спутниковой альтиметрии для оценки пространственно-временной изменчивости обводненности речных бассейнов на основе анализа коэффициента обратного рассеяния (КОР), пороговые значения которого уточнены по гидрографическим характеристикам исследуемых водосборов;

3. выявлении связи между степенью обводненности и осадками летнего периода по данным модельного реанализа для ряда водосборов;

4. подтверждении репрезентативности данных спутниковой альтиметрии для оценки временной динамики обводненности речных бассейнов;

5. классификации речных водосборов Обского бассейна по характеру межгодового и сезонного хода коэффициента обводненности.

Практическое значение работы и реализация результатов. Диссертация выполнена в рамках международного российско-французского проекта САИ-\VET-SIB «Биогеохимический цикл углерода в заболоченных ландшафтах Западной Сибири» при поддержке Посольства Франции, а также при поддержке грантов РФФИ № 08-05-92496, № 11-05-93109.

Показано, как метод спутниковой альтиметрии можно использовать не только для измерений высоты поверхностей, но и для оценки сезонной и межгодовой изменчивости степени обводненности речных бассейнов. Основные выводы и результаты работы используются при подготовке и преподавании курсов двух магистерских программ по направлению «гидрометеорология»: «гидрология суши», и «гидрология и геоэкология заболоченных нефтегазоносных территорий» в Томском государственном университете.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Данные модельного реанализа ERA-40 являются надежным источником для оценки изменчивости температуры воздуха и атмосферных осадков в бассейнах рек Западной Сибири.

2. Метод спутниковой альтиметрии является дополнительным источником информации, который позволяет оценивать относительную площадь и временную изменчивость обводненных территорий в бассейнах рек.

3. Метод спутниковой альтиметрии позволяет проводить районирование территории.

Личный вклад автора. Все основные результаты выполненных исследований были получены лично автором или при его активном участии. Выбор направления исследований, обсуждение результатов и формулировка задач проводились совместно с научными руководителями В.А.Земцовым и А.В.Кураевым, а также с научным сотрудником лаборатории по изучению геофизики и океанографии спутниковыми методами в г. Тулуза Е.А.Захаровой. Основная обработка данных по спутниковой альтиметрии были проведены совместно с А.В.Кураевым и Е.А.Захаровой. Апробация результатов исследования. Основные результаты обсуждались на международных и всероссийских конференциях: Европейского Геофизического Союза (European Geosciences Union, Вена, Австрия, 2009, 2010); Европейского Космического Агентства (ESA) «Спутниковые методы в гидрологии: комплексный подход в гидрологических исследованиях» («Earth observation and the water cycle: towards a water cycle multi-mission strategy») (Фраскати, Италия, 2009); Европейского Геофизического Союза «Леонардо» по актуальным проблемам водных ресурсов (EGU Leonardo Topical Conference Series on the hydrological cycle - 2010) (Люксембург, 2010);

Enviromis-2010 (Томск, 2010); «Фундаментальные проблемы воды и водных ресурсов» (Барнаул, 2010); на трехстороннем российско-французско-немецком семинаре «Климато-регулирующая роль лесных и болотных экосистем: ландшафтно-экологические и социальные аспекты» (The climate regulating role of forest-bog ecosystems: landscape-ecological and social aspects) (Гамбург, Германия, 2010), Международной научно-практической конференции «Климатология и гляциология Сибири» (Томск, 2012).

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Колмакова, Мария Владимировна

Основные выводы и результаты работы следующие:

1. По данным метеостанций и реанализа исследована динамика изменений температуры воздуха и сумм атмосферных осадков в бассейнах рек, протекающих в разных гидролого-климатических и болотных зонах. Анализ данных по годовой температуре воздуха (1958-2001 гг.) показал, что наиболее сильное потепление наблюдается в северной части равнины на водосборах рек Надым и Таз (0,37°С/10 лет), а значимое увеличение сумм атмосферных осадков наблюдается в Зауралье и на водосборах рек Пур, Таз, Назым и Вах. Тенденция к увеличению сумм атмосферных осадков наблюдается по всей территории равнины, кроме водосборов рек Васюган и Омь, которые характеризуются отрицательными знаками трендов.

2. Анализ сезонных изменений температуры воздуха и атмосферных осадков выявил следующее:

• значимое увеличение температур воздуха наблюдается в весной с наиболее сильным потеплением на севере равнины, а также на станции Барабинск (0,40-0,84°С/10 лет);

3. Изменения температуры воздуха и атмосферных осадков приводят к изменению в режиме обводненности территории, которое было оценено с помощью метода спутниковой альтиметрии. Этот метод позволил оценить величину и межгодовую и сезонную изменчивость обводненности водосборов рек Обского бассейна.

5. По данным спутника ТОРЕХ/Ро8е1с1оп предложена классификация речных бассейнов по характеру межгодового хода минимального летнего коэффициента обводненности, а также выделено четыре географических района. Данная классификация хорошо согласуется с классификацией по сходству динамики колебаний стока рек.

6. Выявлены водосборы, для которых межгодовая изменчивость обводненности по данным спутника ТОРЕХ/Розе1ёоп хорошо согласуется с суммой летних атмосферных осадков по реанализу за 1993-2001 гг.

7. Установлено, что за 8-летний период наблюдается значимое уменьшение обводненности (ТОРЕХ/Розе1ёоп) в области внутреннего стока Обь-Иртышского междуречья и на водосборе реки Омь.

8. С использованием данных спутника ЕМУКАТ была проведена классификация водосборов по характеру межгодового и внутригодового хода коэффициента обводненности. Выделены также 4 района, которые в целом совпали с районами, определенными по данным спутника ТОРЕХ/Ро5е1ёоп. Увеличение обводненности было обнаружено на водосборах рек Зауралья, Сургутского Полесья, Обь-Енисейского междуречья, а также на водосборе реки Васюган.

Перспективы дальнейших исследований. Дальнейшие исследования будут направлены на уточнение пороговых значений КОР для разделения ландшафтов, отличающихся разной степенью обводненности и подтопления, и исследования динамики их обводненности по сезонам и за многолетний период.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Колмакова, Мария Владимировна, Томск

1. Анисимов O.A., Нельсон Ф.Е. Влияние изменения климата на вечную мерзлоту в Северном полушарии // Метеорология и гидрология. - 1997. -№ 5.-С. 71-80.

2. Анохин Ю.А., Величко A.A., Демченко П.Ф. и др. Россия в условиях глобальных изменений окружающей среды и климата. М.: Институт системного анализа РАН, 1993. - 49 с.

3. Архив Всероссийского Научно-исследовательского института гидрометеорологической информации Мирового центра данных (ВНИИИГМИ-МЦД) Электронный ресурс. - URL: http: // www.meteo.ru.

4. Афанасьев В.Н., Юзбашев М.М. Анализ временных рядов и прогнозирование / В.Н. Афанасьев, М.М. Юзбашев. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Финансы и статистика, 2010. - 319 с.

5. Берг Л.С. Географические зоны Советского Союза. М.: Географгиз., 1947.-397 с.

6. Блютген И. География климатов: в 2 т. / И. Блютген. М.: Прогресс, 1972.-Т. 1.-864 с.

7. Богдановская-Гиенэф И.Д. Типы внутризалежной воды // Труды Государственного гидрологического института. Гидрометеоиздат. -1953. - Вып. 39 (93). - С. 80-95.

8. Болота Западной Сибири, их строение и гидрологический режим / под ред. К.Е. Иванова, С.М. Новикова. Л: Гидрометеоиздат, 1976. - 448 с.

9. Болота Западной Сибири: их роль в биосфере / под ред. А.А.Земцова. -Томск: Томск, госуд. ун-т, Сибирский научно-исследовательский институт торфа, 2000. 72 с.

10. П.Боч М.С., Мазинг B.B. Экосистемы болот СССР. Л.: Наука, 1979. - 188 с.

11. Будыко М. И. Изменения климата. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. - 280 с.

12. И.Будыко М. И., Винников К. Я. Глобальное потепление // Метеорология и гидрология. 1976. - № 7. - С. 16-26.

13. Булатов В.И. Антропогенная трансформация ландшафтов и решение проблем рационального природопользования (на примере юга Западной Сибири): дис. на соиск. уч. ст. д-ра геогр. наук в форме научного доклада / В.И. Булатов. Иркутск, 1996. - 63 с.

14. Бураков Д.А. Гидрологический анализ весеннего половодья в лесной зоне Западно-Сибирской равнины // Вопросы географии Сибири. 1978 а. -Вып. 10.-С. 69-89.

15. Васильев A.A., Дроздов Д.С., Москаленко Н.Г. Динамика температуры многолетне-мерзлых пород Западной Сибири в связи с изменениями климата // Криосфера Земли. 2008. - T. XII, № 2. - С. 10-18.

16. Галкина Е.А., Гилев С.Г., Иванов К.Е., Романова Е.А. Применение материалов аэрофотосъемки для гидрографического изучения болот // Труды Государственного гидрологического института. -Гидрометеоиздат. 1949. - Вып. 13. - С. 5-25.

17. Гандин Л.С., Каган Р.Л. Статистические методы интерпретации метеорологических данных. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. - С. 63-76.

18. Гвоздецкий H.A., Михайлов H.H. Физическая география СССР. (Азиатская часть). 3-е изд., испр. и доп. - М.: Мысль, 1978. - 512 с.

19. Геокриологические условия Западно-Сибирской низменности / Баулин и др..-М.: Наука, 1967.-214 с.

20. Гидрография Западной Сибири / под ред. Я.И. Марусенко. Томск: Томск, госуд. ун-т, 1961. - 169 с.

21. Гидрология заболоченных территорий зоны многолетней мерзлоты Западной Сибири / под ред. С.М. Новиков СПб.: ВВМ, 2009. 536 с.

22. Голованов А.И. Ландшафтоведение: учебник для студентов вузов / А.И. Голованов, Е.С. Кожанов, Ю.И. Сухарев. М.: КолосС, 2005. - 216 с.

23. Гольберт A.B., Маркова Л.Г. и др. Палеоландшафты Западной Сибири в юре, мелу и палеогене. М.: Наука, 1968. - 150 с.

24. Груза Г.В., Клещенко Л.К., Ранькова Э.Я. Об изменениях температуры воздуха и осадков на территории СССР за период инструментальных наблюдений // Метеорология и гидрология. 1977. -№ 1. - С. 13-25.

25. Груза Г.В., Ранькова Э.Я. Структура и изменчивость наблюдаемого климата. Температура воздуха Северного полушария. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. - 72 с.

26. Григорьев A.A. Связь балансов тепла и влаги с интенсивностью географических процессов / под ред. A.A. Григорьев, М.И. Будыко // Докл. АН СССР, 1965.-Т. 162, № 1.-С. 151-154.

27. Груза Г.В. Электронный ресурс.: Бюллетень изменения климата. Обзор состояния и тенденций изменения климата России 2000 г. URL: http://climatechange.igce.ru.

28. Груза Г.В., Ранькова Э.Я. Обнаружение изменений климата: состояния, изменчивости и экстремальности климата // Всемирная конференция по изменению климата, Москва, 29 сентября 3 октября 2003 г. // Труды. -М.: Паблик-Принт. - 2004. - С. 101-110.

29. Европейский центр среднесрочных прогнозов погоды Электронный ресурс. URL:http://www.ecmwf.int.

30. Евсеева Н.С. Влияние неотектонических движений на рельефообразование (на примере болотообразования и торфонакопления) //Вестник Томск, госуд. ун-та. -2011.-№3.-С. 199-206.

31. Ершова С.Б. Анализ новейших движений при инженерно-геологическом районировании (на примере Западно-Сибирской плиты). М.: Изд-во Моск. ун-та, 1976. - 121 с.

32. Ершов Э.Д. Деградация мерзлоты при возможном глобальном потеплении климата // Соросовский образовательный журнал. 1997. -№ 2. - С. 70-74.

33. Жаков С.И. Общие закономерности режима тепла и увлажнения на территории СССР. Л: Гидрометеоиздат, 1982. 227 с.

34. Иванов К.Е. Гидрология болот. JL: Гидрометеоиздат, 1953. - 299 с.

35. Иванов К.Е. Основы гидрологии болот лесной зоны. JL, Гидрометеоиздат, 1957. 500 с.

36. Инженерная геология СССР / под. ред. Е.М. Сергеева. Изд-во Москов. ун-та, 1976.-Т.2.-495 с.

37. Ипполитов И.И., Кабанов М.В., Комаров А.И., Кусков А.И. Современные природно-климатические изменения в Сибири: ход среднегодовых приземных температур и давления // География и природные ресурсы. -2004.-№3.-С. 90-96.

38. Исаев A.A. Атмосферные осадки. Часть 1. Изменчивость характеристик осадков на территории России и сопредельных стран. М.: Изд-во Москов. ун-та, 2002. - 192 с.

39. Израэль Ю.А., Павлов A.B., Анохин Ю.А. Эволюция криолитозоны при современных изменениях глобального климата // Метеорология и гидрология. 2002. - № 1. - С. 22-32.

40. Исаченко А.Г. Ландшафтовение и физико-географическое районирование. М.: Высшая школа, 1991. - 365 с.

41. Кабанов М.В. Некоторые закономерности климатических и экосистемных изменений в Сибири // Журнал Сиб. федерального ун-та. -Биология.-2008.-Т. 1.-№4.-С. 312-322.

42. Кац Н.Я. Типы болот СССР и Западной Европы и их географическое распространение. М.: Географгиз, 1948. - 320 с.

43. Кирпотин С.Н., Воробьев С.Н., Хмыз В.Ф. и др. Строение и динамика растительного покрова плоскобугристых болот Надым-Пурского междуречья Западно-Сибирской равнины // Бот. Журн. Изд-во СПб Наука. - 1995. - Т. 80. - №8. - С. 29-39.

44. Кирпотин С.Н., Бляхарчук Т.А., Воробьев С.Н. Динамика субарктических плоскобугристых болот Западно-Сибирской равнины как индикатор глобальных климатических изменений // Вестник Томск, госуд. ун-та. -2003,-№7.-С. 122-134.

45. Копанев И.Д. Снежный покров на территории СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. - 180 с.

46. Кравцова В.И., Быстрова А.Г. Изменения размеров термокарстовых озер в различных районах России за последние 30 лет // Криосфера Земли. -2009. Т. 13. - № 2. - С. 16-26.

47. Кобышева Н.В., Наровлянский Г.Я. Климатологическая обработка метеорологической информации. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. - 296 с.

48. Кронберг П. Дистанционное изучение Земли: Основы и методы дистанционных исследований в геологии. М.: Мир, 1988. - 343 с.

49. Кузин П.С., Бабкин В.И. Географические закономерности гидрологического режима рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. - 200 с.

50. Лебедев С.А., Костяной А.Г. Спутниковая альтиметрия Каспийского моря. М: Изд-во Море, 2005. - 366 с.

51. Мезенцев B.C., Карнацевич И.В. Увлажненность Западно-Сибирской равнины. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. - 168 с.

52. Минин Н.К., Булатов В.И., Бураков Д.А. Минимальный сток и его зависимость от ландшафтной структуры речных бассейнов // Природа и экономика Александровского нефтеносного района. 1968. - С. 163-170.

53. Михайлов В.Н., Добровольский А.Д. Общая гидрология: учеб. для геогр. спец. вузов. М.: Высш. шк., 1991. - 368 с.

54. Мкртчян Ф. А., Шутко А. М. Физические принципы дистанционного мониторинга земной поверхности // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. 2002. - № 4. - С. 17-21.

55. Николаев В.А. Геоморфологическое районирование Западно-Сибирской низменности // Труды Ин-та геологии и геофизики. 1962-а. - Вып. 27. -С. 4-23.

56. Новиков С.М., Усова Л.И. О природе и классификации бугристых болот // Труды Государственного гидрологического института. 1979. - Вып. 261.-С. 3-13.

57. Орлов В.И. Ход развития природы лесоболотной зоны Западной Сибири. -Л.: Недра, 1968.- 172 с.

58. Оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской федерации. Последствия изменений климата. — М: Росгидромет, 2008. Т 2. - 288 с.

59. Орлова В.В. Западная Сибирь. Климат СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1962.-564с.

60. Павлов A.B., Гравис Г.Ф. Вечная мерзлота и современный климат // Природа.-2000,-№4.-С. 10-18.

61. Пеллинен Л.П. Высшая геодезия. М.: Недра, 1985. 128 с.

62. Пьявченко Н.И. Бугристые торфяники. М.: Изд-во Академии Наук СССР, 1955.-279 с.

63. Региональный мониторинг атмосферы. Природно-климатические изменения. Томск: МГП РАСКО, 2000. Ч. 4. - 270 с.

64. Ресурсы поверхностных вод СССР. Алтай и Западная Сибирь. Вып. 3. Т. 15. Нижний Иртыш и Нижняя Обь. - Л.: Гидрометеоиздат, 1973. -423с.

65. Рис У.Г. Основы дистанционного зондирования. М.: Техносфера, 2006. -336 с.

66. Савкин В.М. Ресурсы поверхностных вод Западной Сибири и их качество //Обской вестник, 1996.-№ 1.-С. 22-31.

67. Сакс В.Н. Колебания уровня моря в устье Енисея в четвертичный период // Природа. 1947. -№5.-51-54.

68. СканЭкс (Инженерно-технологический центр) Электронный ресурс. -URL: http://www.scanex.ru.8 5. Солнцев H.A. Природный ландшафт и некоторые его общие закономерности // Труды II Всесоюзного географического съезда. 1948. -Т. I,-С. 258-269.

69. Сочава В. Б. Введение в учение о геосистемах. Изд-во Наука, 1978. -320 с.

70. Тодосейчук И.В. Типы торфяников и болот левобережья реки Надым -комплексные индикаторы инженерно геокриологических условий // Труды Всероссийского научно-исследовательского института гидрогеол. и инженер.геологии. - 1973. - Вып. 62. - С. 108-114.

71. Токарева О.С. Обработка и интерпретация данных дистанционного зондирования Земли: Учебное пособие. Изд-во Томск, политех, ун-т, 2010.- 148 с.

72. Толчельников Ю.С. Оптические свойства ландшафтов. Д.: Наука, 1974. -252с.

73. Усова Л.И. Бугристые болота северной тайги Западно-Сибирской равнины // Труды Государственного гидрологического института. 1983. - № 303.-С. 3-11.

74. Филандышева Л.Б., Окишева Л.Н. Сезонные ритмы природы ЗападноСибирской равнины. Томск: Изд-во Пеленг, 2002. - 404 с.

75. Черенкова Е.А., Титкова Т.Б. Изменение увлажнения суббореальных равнинных ландшафтов России в условиях глобального потепления. Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. -Спб.: Гидрометеоиздат, 2008. T.XXII. - С. 66-80.

76. Шумилова Л.В. Болотные регионы Западной Сибири в пределах Тюменской области // Доклады Ин-та географии Сибири и Дальнего Востока, 1969.-№23.-С. 14-21.

77. Шварева Ю.Н. Климат Западно-Сибирской равнины в погодах. М.: Наука, 1976.- 113 с.

78. Швер Ц.А. Степень сезонности осадков // Труды Главной геофизической обсерватории. 1973. - Вып. 303. - С. 93-103.

79. Швер Ц.А. Атмосферные осадки на территории СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. - 302 с.

80. Швер Ц.А. Степень неравномерности выпадения осадков как показатель ландшафтной зональности // Труды Главной геофизической обсерватории. 1975. - Вып. 341. - С. 87-97.

81. Шерстюков А.Б. Изменения климата и их последствия в зоне многолетней мерзлоты России. Обнинск: ГУ ВНИИГМИ-МЦД, 2009. -127 с.

82. Aber J.D., Melillo J. M. Terrestrial Ecosystems / A Harcourt Academy Press. -2001.-556 p.

83. Alsdorf D., Birkett C.M., Dunne T., Melack J., and Hess L. Water level change in large Amazon lake measured with space born radar interferometry and altimetry // Geophysical Research Letters. 2001. - Vol. 28. - P. 26712674.

84. Amlien J. Remote sensing of snow with passive microwave radiometers A review of current algorithms / Report 1019. - Norsk Regnesentral. - 2008. -58 p.

85. AVISO/Altimetry. "AVISO User Handbook for Merged TOPEX/Poseidon Products". AVI-NT-02-101 -CN, Edition 3.0., 1996. - 194 p.

86. AVISO (Archiving, Validation and Interpretation of Satellite Oceanographic data). URL: http://www.aviso.oceanobs.com.

87. Barrick D.E., and Lipa B.J. Analysis and interpretation of altimeter sea echo in Satellite Oceanic Remote Sensing // Advances in Geophysics. 1985. -Vol. 27.-P. 61-100.

88. Bartsch A., Kidd R.A., Pathe C., Scipal K., and Wagner W. Satellite radar imagery for monitoring inland wetlands in boreal and subarctic environments // Aquatic Conserv: Marine and Freshwater Ecosystems. 2007. - Vol. 17. - P. 305-317.

89. Birkett C.M. The contribution of TOPEX/Poseidon to the global monitoring of climatically sensitive lakes // Journal of Geophysical Research. 1995. -Vol. 100.-P. 25179-25204.

90. Birkett C. M. Synergetic remote sensing of lake Chad: Variability of basin inundation // Remote Sensing of Environment. 2000. - Vol. 72(2). - P. 218236.

91. Brenner A.C., Bindschadler R.A., Thomas R.H., Zwally H.J. Slope-induced errors in radar altimetry over continental ice sheets // Journal of Geophysical Res. Ocean. Atmos. - 1983. - Vol. 88. - P. 1617-1623.

92. Brohan P., Kennedy J. J., Harris I., Tett S. F. B., and Jones P. D. Uncertainty estimates in regional and global observed temperature changes: A new dataset from 1850// Journal of Geophysical Research. 2006. - Vol. 111. - P. 21.

93. Bromwich D.H., and Fogt R.L. Strong trends in the skill of the ERA-40 and NCEP/NCAR reanalyses in the high and middle latitudes of the Southern Hemisphere 1958-2001 // Journal of Climate. 2004. - Vol. 17. - P. 46034619.

94. Brown J., Ferrians O.J. Jr., Heginbottom J.A., and Melnikov E.S. Circum-Arctic map of permafrost and ground-ice conditions, 1998. URL: http://nsidc.org/data/ggd318.html.

95. Cairns J. Jr., McCormick P. V. and Niederlehner B. R. A proposed framework for developing indicators of ecosystem health // Hydrobiologia. -1993.-Vol. 263(1).-P. 1-44.

96. Callaghan T.V. and Jonasson S. Arctic terrestrial ecosystems and environmental change // Phil. Trans. Roy. Soc. Lond. 1995. A 352. - P. 259276.

97. Cazenave A., Bonnefond P., and Dominh K. Caspian Sea level from TOPEX/Poseidon altimetry: level now falling // Geophysical Research Letters. 1997. - Vol. 24. - P. 881-884.

98. Chang A.T. C., Foster J.L., and Hall D.K. Nimbus- SMMR derived global snow cover parameters // Annals of Glaciology. 1987. - Vol. 9. - pp. 39-44.

99. Cretaux J.-F., Birkett C. Lake studies from satellite radar altimetry // Internal Geophysics. 2006. - Vol. 338. - P. 1098-1112.

100. Cullather R. I., Bromwich D. H., and Serreze M. C. The atmospheric hydrologic cycle over the Arctic Basin from reanalyses. Part I: Comparison with observations and previous studies // Journal of Climate. 2000. - Vol. 13. -P. 923-937.

101. ENVISAT RA-2/MWR Level 2 User Manual. ESA, 2002. - 150 p.

102. Foster J.L., Chang A.T. C., and Hall D.K. Comparison of snow mass estimates from a prototype passive microwave snow algorithm, a revisedalgorithm and a snow depth climatology // Remote sensing of environment. -1997.-Vol. 62.-P. 132-142.

103. Frey K.E. and Smith L.C. Recent temperature and precipitation increases in West Siberia and their association with the Arctic Oscillation // Polar Research. 2003. - Vol. 22 (2). - P. 287-300.

104. Frison P.L., and Mougin E. Use of ERS-1 wind scatterometer data over land surfaces // I.E.E.E. Transactions of Geoscience and Remote Sensing. -1996(a). Vol. 38. - P. 1794-1803.

105. Fu L.L., Pihos G. Determining the response of sea level to atmospheric pressure forcing using TOPEX/Poseidon data // Journal of Geophysical Research. 1994. - Vol. 99 (12). - P. 24633-24642.

106. Fu L.L., Cazenave A. (2001). Satellite Altimetry and Earth Sciences: A Handbook of Techniques and Applications. Academic Press. San Diego, California, 2001.-459 p.

107. Fujii T., Fukuchi T. Laser remote sensing. -Taylor and Francis, 2005. 912 P

108. Grippa M., Mognard N. M., Letoan T., and Josberger E.G. Siberia snow depth climatology derived from SSM/I data using a combined dynamic and static algorithm // Remote sensing of environment. 2004. - Vol. 93. - P. 3041.

109. Grippa M., Mognard N., Letoan T. Comparison between the interannual variability of snow parameters derived from SSM/I and the Ob river discharge // Remote sensing of environment. 2005. - Vol. 98. - P. 35-44.

110. Grippa M., Mognard N. M., Letoan T., and Biancamaria S. Observations of changes in surface water over the Western Siberia lowland // Geophysical Research Letters. 2007. - Vol. 34. - L. 15403.

111. Justice C. O., Townshend J. R. G. and Choudhury B. J. Comparison of AVHRR an SMMR data for monitoring vegetation phenology on a continent scale // International Journal of Remote Sensing. 1989. - Vol. 10(10). - P. 1607-1632.

112. Johnson J. W., Williams L.A. Jr, Bracalente E.M., Beck F.B., Grantham W.L. Seasat a scatterometer instrument evaluation // IEEE Oceanic Engineering. - 1980. - Vol. OE-5 (2). - P. 138-144.

113. Kalnay E. 2003. Atmospheric modeling, data assimilation, and predictability. Cambridge University Press, 2003. - 341 p.

114. Kouraev A.V., Zakharova E.A., Samain O., Mognard N.M., Cazenave A. Ob' river discharge from TOPEX/Poseidon satellite altimetry (1992-2002) // Remote sensing of environment. 2004. - Vol. 93. - P. 238-245.

115. Legresy B. and Remy F. Altimetric observations of surface characteristics of the Antarctic ice sheet // Journal of Glaciology. 1997. - Vol. 43(144). - P. 265-275.

116. Manabe S,, Stouffer R.J. Low-frequency variability of surface air temperature in a 1000-year integration of a coupled atmosphere-ocean-land surface model // Journal of Climate. 1996. - Vol. 9 (2). - P. 376-393.

117. Moulin S., Kergoat L., Viovy N. and Dedieu G. Global scale assessment of vegetation phenology using NOAA/AVHRR satellite measurements // Journal of Climate. 1997. - Vol. 10(6). - P. 1154-1170.

118. Mognard N. M. and Josberger E.G. Northern Great Plains 1996/97 seasonal evolution of snowpack parameters from satellite passive microwave measurements // Annals of Glaciology. 2002. - Vol. 34 (1). - P. 15-23.

119. Mercier F., Cazenave A., and Maheu C. Interannual lake fluctuations (1993— 1999) in Africa from Topex/Poseidon: Connections with ocean/atmosphere interactions over the Indian Ocean // Global and Planetary Change. 2002. -Vol. 32.-P. 141-163.

120. Njoku E. G. and Li L. Retrieval of land surface parameters using passive microwave measurements at 6-18 GHz // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 1999. - Vol. 37(1). - P. 79-93.

121. Papa F., Mognard N. V., Josberger E.G. and Remy F. Snow signature with the ERS-2 radar altimeter // IGARSS Proceedings, Sydney, Australia, CD-Rom, 2001.

122. Papa F., Legresy B., Remy F. Use of the TOPEX-Poseidon dual-frequency radar altimeter over land surfaces // Remote sensing of Environment. 2003. -Vol. 87.-pp. 136-147.

123. Papa F., Legresy B., Mognard N. V., Josberger E.G. and Remy F. Estimating terrestrial snow depth with the TOPEX/Poseidon altimeter and radiometer // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2002. - Vol. 40 (10). -P. 2162-2169.

124. Partington K.C., Ridley J.K., Rapley C.G., Zwally H.J. Observations of the surface properties of the ice sheets by satellite radar altimetry // Journal of Glaciology. 1989. - Vol. 35. - P. 267-275.

125. Raizonville P., Lannelongue N., Anne J.C., De Chateau, Thierry P. Poseidon solid state altimeter // Acta Astronautica. 1988. - Vol. 17 (1). - P. 23-30.

126. Peterson B.J., Holmes R.M., McClelland J.W., Vorosmarty C.J., Lammers R.B., Shiklomanov A.I., Shiklomanov I.A., Rahmstorf S. Increasing river discharge into the arctic ocean // Science. 2002. - Vol. 298 (5601). - P. 2171-2173.

127. Remy F., Brossier C., Minster J.F. Intensity of satellite radar-altimeter return power over continental ice. A potential measurement of katabatic wind intensity // Journal of Glaciology. 1990. - Vol. 36. - P. 133-142.

128. Remy F., Schaeffer P. and Legresy B. Ice flow physical processes derived from ERS-1 high resolution map of the Antarctica and the Greenland ice sheets // Geophysical Journal International. 1999. - Vol. 139. - P. 645-649.

129. Serreze M.C., Barrette A., and Lo F., 2005. Northern high latitude precipitation as depicted by atmospheric reanalysis and satellite retrievals // Monthly Weather Review. 2005. - Vol. 133. - P. 3407-3430.

130. Sippel S. J., Hamilton S. K., Melack J. M. and Novo E. M. Passive microwave observations of inundation area and the area/stage relation in the Amazon river floodplains // International Journal of Remote Sensing. 1998. -Vol. 19.-P. 3055-3074.

131. Smith L. C., Sheng Y., McDonald G. M., and Hinzman L. D. Disappearing Arctic lakes // Science. 2005. - Vol. 308 (5727). - P. 1429.

132. SPOT Catalog: http://sirius.spotimage.fr

133. Vignudelli S., Kostianoy A.G., Cipollini P., Benveniste J. Coastal Altimetry. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2011. - 578 p.

134. Zwally H.J., Bindschader R.A., Brenner A.C., Martin T.V. and Thomas R.H. Surface elevation contours of Greenland and Antarctica ice sheets // Journal of Geophysical Research. 1983. - Vol. 88. - P. 1589-1596.

Информация о работе

Колмакова, Мария Владимировна
кандидата географических наук
Томск, 2012
ВАК 25.00.36

Диссертация

Гидролого-климатическая изменчивость в речных бассейнах Западно-Сибирской равнины - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы