Комплексный спутниковый мониторинг пленочных загрязнений поверхности Черного, Балтийского и Каспийского морей

В работе изложен практический опыт и обобщаются результаты многолетнего комплексного спутникового мониторинга акваторий Черного, Балтийского и Каспийского морей. Основной целью мониторинга являлось выявление загрязнений морской поверхности нефтью и нефтепродуктами, а также проявлений биогенных и антропогенных пленок поверхностно-активных веществ.

В основу мониторинга положен эффективный комплексный (мультисенсорный и междисциплинарный) подход к решению задачи обнаружения и прогнозирования распространения нефтяных загрязнений, базирующийся на совместном использовании разнородных данных спутникового зондирования морской поверхности.

Основным средством спутникового контроля состояния морской поверхности и оценки степени загрязненности являлись радиолокаторы с синтезированной апертурой (РСА), установленные на искусственных спутниках Земли ERS-2 и Envisat Европейского космического агентства. Кроме того, для интерпретации РЛИ привлекались данные сенсоров MODIS ИСЗ Aqua/Terra, MERIS ИСЗ Envisat и AVHRR ИСЗ NOAA видимого и инфракрасного диапазонов, несущие информацию о полях температуры поверхности моря (ТПМ) и мезомасштабной динамике вод. Дополнительно использовались данные сканирующих радиометров ETM+ ИСЗ Landsat 7 и TM Landsat 5.

Проведен совместный анализ разнородных данных, полученных методами дистанционного зондирования морской поверхности из космоса. Большой объем данных позволил провести обобщения и получить статистически достоверные результаты о пространственных и временных изменчивостях проявлений пленочных загрязнений различных типов на радиолокационных изображениях морской поверхности.

В ходе выполнения мониторинга состояния и загрязнения морской поверхности на основе спутниковых данных выявлялись пленочные загрязнения четырех основных типов, обусловленные:
• сбросами с судов вод, содержащих нефтепродукты;
• выносом сточных и речных вод, содержащих пленочные загрязнения смешанного антропогенного и естественного происхождения;
• грязевым вулканизмом и естественными выходами углеводородов (метановые сипы);
• повышенной биологической продуктивностью, в том числе с жизненными циклами хлорофилла и активным цветением водорослей.

Выявлены районы, подверженные наиболее частому загрязнению нефтепродуктами. Отдельное внимание уделено сравнению уровня загрязнения морской поверхности, наблюдавшегося несколько лет назад, с существующий на данный момент ситуацией.

Выдвинута гипотеза о наличии связи между поверхностными проявлениями определенного типа пленочных загрязнений и естественными газо- и нефтепроявлениями в Черном и Каспийском морях.

Обсуждаются вопросы повышения достоверности интерпретации спутниковых данных в целях извлечения информации об антропогенном загрязнении морской поверхности.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты 10-05-00428-а, 11-07-12025-офи-м-2011, 11-05-12047-офи-м-2011) Спутниковые радиолокационные данные предоставлены Европейским космическим агентством в рамках проектов C1P.6342, C1P.5004, AOBE 2775 и C1P.1027.