Дистанционный мониторинг нефтегазодобывающей зоны Арктики

В течение последних тридцати лет (1990–2019 гг.) в Арктике рост среднегодовой температуры составил около 2,43 ºС [1]. В настоящее время при изучении раннего снеготаяния, связанного с климатическим потеплением и химико-тепловым воздействием от нефтедобывающего комплекса в индустриальных районах Арктики, перспективно применение дистанционных данных, что и явилось целью данной работы. В рамках указанной цели решались задачи формирования коллекций космических снимков (КС) MOD09GA, данных лидара CALIPSO и их обработки. Объекты исследования – состояние атмосферного воздуха и снегового покрова на примере 4 площадок: на двух фоновых площадках (метеостанции Уренгой и Тарко-Сале) и на двух техногенных площадках с тепловыми объектами Уренгойского и Восточно-Таркосалинского месторождений Пуровского района Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО). В работе был рассчитан нормализованный разностный снежный индекс NDSI по спутниковым данным продукта MOD09GA. Как известно, чистый, свежевыпавший снег в видимом диапазоне (4 канал, λ = 0,545…0,565 мкм) имеет альбедо, близкое к 1,0. Выпавшая из атмосферы сажа уменьшает отражательную способность и ускоряет процесс снеготаяния. Альбедо тающего, грязного (запыленного) снега снижается, при этом NDSI поверхностей без снега меньше 0,4.
На техногенных и фоновых площадках 500  500 м были рассчитаны значения NDSI. Для расчета данного индекса за период с 2005 по 2022 г. сформирована коллекция безоблачных КС с датами съемки, близкими к климатически установленным датам самого раннего схода снежного покрова на метеостанции Уренгой и Уренгойском месторождении (техногенная площадка № 1) – 16 мая, на метеостанции Тарко-Сале и Восточно-Таркосалинском месторождении (площадка № 2) – 11 мая. Значения NDSI в вышеуказанные даты были меньше 0,4 в следующие годы: с 2005 по 2008 гг., 2010, 2011, с 2013 по 2015 гг., 2018 г., с 2020 по 2022 гг. на техногенной площадке № 1 Уренгойского месторождения. На фоновой площадке метеостанции Уренгой в 2011, 2015, 2020, 2021 гг. наблюдалось аномально раннее снеготаяние. В даты близкие к климатически установленной дате самого раннего схода снежного покрова (11.05) на площадке с факельной установкой (ФУ) Восточно-Таркосалинского месторождения отсутствие снежного покрова наблюдалось в 2011, 2013, 2019–2022 гг. На фоновой площадке метеостанции Тарко-Сале в 2010, 2011, 2020, 2022 гг. наблюдался самый ранний сход снежного покрова. Данные с лидара CALIOP (спутник CALIPSO) свидетельствуют о запыленности атмосферы над Уренгойским месторождением. Так, в даты съемки 04.02.2021 г., 25.03.2021 г., 26.04.2021 г. в районе действующего факела наблюдалась пыль на высотах 0–2 км. На Восточно-Таркосалинском месторождении в районе ФУ наблюдалась пыль 12.04.2021 г. и 03.05.2021 г. с высотами до 3 км. Таким образом, предложенный подход с использованием КС MOD09GA и данных CALIPSO может использоваться для мониторинга продолжительности устойчивого снежного покрова и загрязнения ландшафтов.

Работа выполнена в рамках государственных заданий ИХН СО РАН (НИОКТР 121031500046-7) и ИМКЭС СО РАН (НИОКТР 121031300154-1), финансируемых Министерством науки и высшего образования Российской Федерации.