Дистанционная оценка концентрации растворенного органического углерода в озерах в области сплошного распространения ММП

Шестьдесят пять процентов территории РФ расположены в области распространения многолетнемерзлых пород, при этом 25% от этой площади заняты пресноводными озерами, значительная часть которых расположена в пределах ландшафтов, богатых органическим углеродом. Многолетнемерзлые породы являются крупным резервуаром углерода, часть которого может попасть в атмосферу при потеплении климата, при этом озера в Арктике являются важным звеном в цикле углерода и вносят существенный вклад в эмиссию метана в атмосферу. Наблюдаемое в последние десятилетия потепление климата может в значительной степени повлиять на арктические наземные экосистемы, что может быть отражено в динамике растительного покрова, росте температуры многолетнемерзлых пород и толщины сезонноталого слоя и, как результат, в активизации различных криогенных рельефообразующих процессов. Последнее, в свою очередь, может стать спусковым механизмом к увеличению латеральных потоков в том числе древнего органического вещества в пресноводные озера, реки и арктические моря. Пресноводные озера в Арктике, как «закрытые системы», служат хорошим и репрезентативным индикатором природных изменений. Однако, в настоящее существует множество пробелов в понимании процессов в цепочке: изменения климата – активизация криогенных процессов – состояние пресноводных озер Арктики.
В работе анализируется параметр – концентрация растворенного органического углерода (РОУ) в озерах на обширной территории со сплошным распространением ММП, а также оптически-измеряемый индикатор РОУ – окрашенное растворенное органическое вещество (ОРОВ). Мониторинг последнего представляется возможным с использованием оптических данных дистанционного зондирования. В рамках исследования произведено сопоставление полевых и спутниковых данных по ОРОВ в 55 озерах трех регионов Западной и Восточной Сибири в зоне сплошного распространения ММП: центральный Ямал, Пур-Тазовское междуречье, дельта р. Лена. Результаты показали высокую степень корреляции данных лабораторных измерений коэффициента абсорбции ОРОВ на участке 440 нм и комбинации зеленого и красного каналов снимков Sentinel-2A. Тестирования различных методов атмосферной коррекции данных Sentinel-2 показало, что алгоритм ACOLITE наилучшим образом подходит для дистанционной оценки ОРОВ в пресноводных озерах Арктики. На основе установленных эмпирических зависимостей рассчитана концентрация РОУ в 800 озерах рассматриваемых регионов. Концентрация РОУ в этих озерах варьировалась от 2 до 36 мг/л. На основе данных дешифрования проявлений криогенных процессов в водосборных бассейнах рассматриваемых озер определен вклад процессов термоденудации (центральный Ямал) и термоэрозии (Пур-Тазовское междуречье, дельта р. Лены) в латеральные потоки РОУ в арктические пресноводные озера.