Космический мониторинг радиоактивных выпадений в Азербайджане с учётом климатических факторов

В рамках планируемого исследования предполагается разработать комплексный подход к изучению пространственно-временного распределения радиоактивных выпадений на территории Азербайджана на основе интеграции данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), метеорологических наблюдений, наземных радиометрических измерений и физико-математического моделирования. Основное внимание планируется уделить радионуклидам цезию-137 (¹³⁷Cs) и стронцию-90 (⁹⁰Sr), имеющим значение для исследования атмосферного переноса радиоактивных веществ и загрязнения окружающей среды.
В ходе исследования предполагается оценить влияние температуры воздуха, вертикального температурного градиента, атмосферной устойчивости, влажности, скорости и направления ветра, высоты пограничного слоя и количества атмосферных осадков на условия переноса аэрозолей и выпадения радионуклидов. Выбор этих параметров обусловлен их ролью в атмосферном переносе и формировании радиоактивных выпадений, рассматриваемых в соответствующих научных исследованиях [1, 2]. Особое внимание планируется уделить процессам влажного вымывания аэрозольных частиц атмосферными осадками и их возможному влиянию на пространственную неоднородность выпадений [2, 3].
Для решения поставленных задач предполагается использовать спутниковые данные о характеристиках аэрозольной оптической толщины, облачности, температуре земной поверхности и атмосферных осадках, а также данные метеорологических реанализов и доступных наземных наблюдений. При выборе спутниковых продуктов планируется учитывать возможности сенсоров MODIS по характеристике аэрозольной оптической толщины [3], а для анализа метеорологических условий рассмотреть применение реанализа ERA5 [4]. При этом спутниковые наблюдения будут использоваться для оценки атмосферных и климатических условий, влияющих на перенос аэрозолей, а определение содержания ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr предполагается осуществлять по доступным результатам радиометрических измерений и лабораторных анализов.
На следующем этапе планируется исследовать возможность применения модели HYSPLIT для расчёта траекторий воздушных масс и моделирования атмосферного переноса и осаждения примесей [5]. На основе объединения спутниковых, метеорологических, географических и доступных радиометрических данных предполагается разработать геоинформационную модель оценки потенциальных зон радиоактивных выпадений на территории Азербайджана. Дополнительно планируется рассмотреть применение методов машинного обучения для выявления закономерностей взаимосвязи между климатическими параметрами, характеристиками подстилающей поверхности и пространственным распределением радионуклидов.
На заключительном этапе предполагается оценить достоверность полученных расчётных оценок путём сопоставления с доступными наземными измерениями и независимыми данными наблюдений. При недостаточности радиометрических данных результаты будут рассматриваться как оценка потенциальных условий переноса и выпадения радионуклидов, а не как подтверждённая карта фактического радиоактивного загрязнения. Ожидается, что предложенный подход позволит определить возможности комплексного использования спутниковых наблюдений, метеорологической информации и математического моделирования для изучения радиоактивных выпадений. В перспективе результаты исследования могут быть использованы при разработке научных основ интегрированной спутниково-наземной системы мониторинга радиоактивных выпадений в Азербайджане.