Мелкомасштабная пространственная изменчивость содержания хлорофилла а, общего органического углерода и взвеси в верхнем слое Горьковского водохранилища в летний период 2016 и 2017 гг. по данным дистанционного лазерного зондирования

В работе представлены карты пространственного распределения характеристик свойств воды на основании данных, полученных флуоресцентным ультрафиолетовым лидаром УФЛ-9 летом 2016 и 2017 гг. на акватории Горьковского водохранилища. Измерения проводились в течение 3 дней в июне 2016 г. и 4 дней в августе 2017 г. непрерывно в режиме «разрез» и отдельно на станциях. В 2017 году были осуществлены заходы в устья рек, что позволило получить более полный массив данных, включая приустьевые участки. Кроме того, в 2017 г. лидар УФЛ-9 был установлен на малый скоростной катер, развивающий скорость до 50 км/ч. Целью этого эксперимента была разработка методики получения данных с акватории всего водохранилища за один день, чтобы в результате за аналогичную экспедицию продолжительностью 3-4 дня можно было в перспективе неоднократно собрать данные со всей акватории, что позволило бы изучить временную изменчивость в пределах нескольких дней.
Приборы серии УФЛ имеют широкий спектр применений, в том числе подспутниковый сбор параметров качества воды, на основании которых впоследствии производится калибровка спутниковых карт, интерпретация данных и разработка корректировки региональных алгоритмов расшифровки спутниковых снимков. Основным достоинством приборов является возможность оперативного сбора максимального объема данных с большой акватории. Полученную информацию впоследствии можно осреднить по размеру пикселя спутникового кадра и корректно сопоставлять с соответствующими данными спутниковых радиометров.
На основании отбора проб воды, осуществляемого параллельно с измерениями УФЛ-9, и последующей их лабораторной обработки, определяются регрессионные зависимости между массивами данных для перевода из относительных лидарных единиц в абсолютные единицы соответственно концентрации хлорофилла а, общего органического углерода и взвешенного вещества.
На основании собранного массива измерений, прошедших дополнительную постобработку в среде Matlab, и приведенных к абсолютным значениям, создаются карты пространственного распределения изучаемых характеристик в поверхностном слое с пространственным разрешением до 1 м.


Авторы благодарят Российский научный фонд (РНФ), проект 14-50-00095, за финансовую поддержку осуществления экспедиционных работ, а также Всероссийскую общественную организацию «Русское географическое общество» (РГО) в рамках грантового проекта РГО “Экспедиция «Плавучий университет Волжского бассейна “ (Договор № 04/2017-Р).