Некоторые результаты космического - GEO

Earth observation for sustainable development and security: Materials of
reports of the Fourth International Conference “GEO-UA 2014“ (2014,
Kyiv). – ISBN 978-966-02-7248-4 (electronic publication). – P. 232 234.
Некоторые результаты космического мониторинга
засух на территории Казахстана
Спивак Л.Ф., 2Витковская И.С., 2Батырбаева М.Ж.
1
1 Международный университет природы, общества и человека
«Дубна», РФ
2 АО «Национальный центр космических исследований и
технологий» АО НЦКИТ, РК
Последнее десятилетие для территории Казахстана
характеризуется увеличением континентальности климата,
повышением частоты возникновения неблагоприятных и
экстремальных метеорологических явлений. Частые засухи
являются одним из признаков процесса аридизации
территории.
Своевременное выявление территорий, подвергшихся
засухе, наряду с наземными данными требует применения
оперативной
космической
информации.
Спутниковая
информация широко применяется для распознавания и
мониторинга засушливых периодов с учетом их
экстремальности, а также прогнозирования их изменчивости в
рамках регионального и глобального масштабов.
В Казахстане развитие методов и технологий
космического мониторинга засух осуществляется со второй
половины 90-х годов ХХ века. В результате многолетних
исследований [1-4]
определено,
что распознавание
засушливых погодных условий на полуаридных территориях
Казахстана и мониторинг их последующего развития
эффективнее
проводить
с
использованием
как
дифференциальных, так и интегральных индексов вегетации.
При этом дифференциальные вегетационные индексы (NDVI,
VCI) позволяют определять состояние растительности и его
изменения в течение сезона. Для анализа долговременных
изменений
продуктивности
растительного
покрова
эффективно использовать интегральные вегетационные
индексы IVI, IVCI [5], позволяющие оценивать влияние
погодных условий на растительный покров в течение
вегетационного сезона в целом, а также ранжировать сезоны
по степени благоприятности погодных условий для
произрастания
растительности.
Индексы
вегетации
рассчитаны по данным спутников NOAA и Terra/MODIS за
период 2000-2013 гг.
Разработан
комплекс
технологий
космического
мониторинга засух, основанный на VCI-методике и
обеспечивающий:
1) оперативный мониторинг, включающий картирование
текущего состояния растительного покрова, раннее
распознавание признаков засухи и выделение территорий,
охваченных засухой;
2)
сезонный
мониторинг,
в
рамках
которого
осуществляется контроль развития засухи, определение
тенденций и направлений распространения засухи;
3)
межсезонный
мониторинг,
определяющий
пространственно-временные закономерности развития засух
за многолетний период, оценку частоты наступления засух
(значения
VCI<30%
в
практике
дистанционного
зондирования считаются признаком засухи).
По данным спутниковой съемки в последнее десятилетие
растительный покров территории Казахстана в целом
находится под стрессовым воздействием погодных условий:
отмечается тренд уменьшения значений индексов IVI и IVCI
за период 2002-2013 гг. При этом абсолютным многолетним
максимумом по благоприятности условий развития вегетации
является 2002 год, наиболее неблагоприятными– 2006, 2010,
2012 годы.
Важным вопросом является не только установление факта
засухи и отслеживание ее развития, но и прогнозная
(априорная) оценка возможного наступления засушливых
условий в текущем вегетационном сезоне, определяемая, как
частота регистрации засухи за период наблюдений и
позволяющая оценить риск наступления засухи в текущем
сезоне. По карте априорной вероятности наступления
засушливых условий детектируются территории (район,
хозяйство, поле), подверженные засухам.
Наиболее часто возникновение засушливых условий по
спутниковой информации отмечается в зоне, протянувшейся
в субмеридиональном направлении с северо-востока на юг
(через практически всю Кызылординскую, Карагандинскую,
частично Акмолинскую и Павлодарскую области). В качестве
многолетних очагов засушливости можно отметить
Прибалхашье и западную часть Костанайской области.
Для
повышения
точности
оценки
вероятности
возникновения и развития засух привлекается информация о
других
факторах,
воздействующих
на
состояние
растительного покрова: характеристик снеготаяния в
весеннем сезоне, особенности температурного режима,
распределение летних осадков.
Список литературы
1.
2.
3.
4.
5.
Spivak L., Vitkovskaya I., Batyrbaeva M., Terekhov A. Detection of
desertification zones using multi-year rows of remote sensing data//
Series “NATO science for peace and security: environmental
security”, 2009. Р.235-239
Спивак Л.Ф., Витковская И.С., Батырбаева М.Ж. Оценка риска
засухи для регионов Казахстана на основе многолетних данных
ДЗЗ// Космические исследования и технологии, НКА, Алматы.
2011, N 1. с. 33-37
Spivak L., Vitkovskaya I., Batyrbayeva M., Terekhov A. The
experience of land cover change detection by satellite data / Front.
Earth Sci. 2012, 6(2): 140–146 DOI 10.1007/s11707-012-0317-z
Higher Education Press and Springer-Verlag Berlin Heidelberg
2012. Р.140-146.
Спивак Л.Ф., Витковская И.С., Батырбаева М.Ж, Муратова Н.Р.,
Кауазов А.М. Космический мониторинг засух в Казахстане:
анализ многолетних данных дистанционного зондирования //
Земля из космоса: наиболее эффективные решения. Вып. 14,
2012, с 15-23
Spivak L., Vitkovskaya I., Batyrbayeva M. Analysis of inter
seasonal variations of productivity of vegetative cover of
Kazakhstan using temporal remote sensing rows.// News of Nat.
Acad. of Sci. of Kazakhstan. Phys.-Math. Ser. 2008. № 4. р.р. 29-32