В докладе представлен анализ основных направлений применения методов дистанционного зондирования инфракрасного-теплового диапазона спектра для решения задач экологической безопасности. Внимание уделено методам извлечения экологической информации о свойствах зондируемой среды.

Направления применения
Основным методом извлечения информации из материалов теплового дистанционного мониторинга является решение обратных задач – определение свойств исследуемого объекта по результатам измерений интенсивности его ИК-теплового излучения.
Рост эффективности метода определялся совершенствованием технических средств тепловой аэросъемки - бортовых сканеров ИК-теплового диаазона.
Этап 1. Аналоговые системы с регистрацией информации на фотопленку:
• теоретические исследования закономерностей формирования переменных и постоянных температурных контрастов на земной поверхности:
o разработка модели суточного хода температуры подстилающей поверхности и качественный анализ суточных вариаций температур подстилающей поверхности;
o модель температуры поверхности над погребенным источником тепла;

• примененеие результатов теоретических исследований:
o изучение вулканической активности и обнаружение гидротермальных проявлений;
o контроль сбросов бытовых и промышленных отходов в реки городов:
o контроль состояния и уточнение планового положения подземных теплосетей;
o комплексирование тепловой аэросъемки с наземной термометрией при разведке пожаров углей (месторождение Джария, Индия).

Этап 2. Измерительные многоканальные системы с цифровой регистрацией информации и телеметрической передачей данных:
• Анализ временных рядов температуры земной поверхности:
o выявление по многолетним материалам ежедневных съемок спутником NOA(AVHRR) закономерного формирования положительных температурных контрастов перед крупными землетрясениями;
o оценка вклада атомных электростанций в тепловой баланс Балтийского моря;
o изучение температуры поверхности Марса миссией «Фобос»;
o измерение теплопотерь городов.

• Дистанционный геотермический метод:
o специфичность теплофизических свойств – научная основа картирования функциональных зон городов тепловой аэро-космической съемкой;
o моделирование реакции поверхности городской среды на глобальное потепление. Построение карт рисков превышения критерия «сильная жара» и размягчения битума в дорожном покрытии и на крышах домов;
o спутниковое картирование риска и экономического ущерба от перегрева городской среды.

• Применение теоретических основ термодинамики экосистем для картирования здоровья экосистем:
o термодинамический показатель здоровья экосистем.

• Космическая инфракрасная спектрометрия:
o картирование сульфатного загрязнения.

• Интродукция теплолюбивых агрокультур;
o картирование потенциальной урожайности сорговых культур в условиях Нечерноземной зоны Европейской части России.

• Спутниковое картирование теплообеспеченности почв как фактора зарождения государственности на Новгородской земле.

Исследование выполнено в рамках темы Минобрнауки РФ: FFZF-2025-0018. Разработка методов мониторинга здоровья экосистем Северо-Запада России.

Ключевые слова: Тепловой диапазон, тепловизор, аэро-космичнеская съемка, экологическая безопасность, измерения, обратные задачи, применение

Литература:

Б.В. Шилин. Тепловая аэросъемка при изучении природных ресурсов. Гидрометиздат. 1980. 246 С.
А.А. Тронин, В. И. Горный, В. Н. Груздев, Б. В. Шилин. Многолетние аэрокосмические наблюдения температуры земной поверхности Северо-Западного региона РФ // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. №6. С. 73–96/
В. И. Горный, А. Г. Сальман, А. А. Тронин, Б. В. Шилин, Уходящее инфракрасное излучение Земли – индикатор сейсмической активности, Докл. АН СССР, 301:1 (1988), 67–69.
Gornyǐ V.I., Kritsuk S.G., Latypov I.Sh., Tronin A.A., Shilin B.V. Estimating the heat losses of nuclear power stations from space-based thermal imaging data // Journal of Optical Technology. 1999. Т. 66. № 8. С. 676-681.
Gorny V.I., Kritsuk S.G., Latypov I.Sh., Tronin A.A., Shilin B.V. Estimation of nuclear power plants influence on the Baltic sea thermal state by using infrared thermal satellite data // International Journal of Remote Sensing. 2000. V. 21. No. 12. С. 2479-2496.
A. S. Selivanov, M. K. Naraeva, V. I. Gorny, V. I. Kolesnikov, B. V. Shilin, A. A. Tronin. Preliminary information resulting from analysis of satellite thermal data of the surface of Mars surveyor within the framework of the Fobos experiment // Int. J. of Remote Sens., V. 13, Issue 18, 1992. pp. 3391-3393.
Watson K. Geothermal reconnaissance from quantitative thermal infrared images. 9-th Symp. Remote Sensing of Environment, Univ. of Michigan, 1974. pp. 1919 -1932.
С.Г. Крицук, В.И. Горный, И.Ш. Латыпов, А.А. Павловский, А.А. Тронин. Спутниковое картирование риска перегрева поверхности городской среды (на примере Санкт-Петербурга). Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 5. С. 34-44/
Kritsuk S., Gornyy V., Davidan T., et al. Satellite mapping of air temperature under polar night conditions/ Geo-Spatial Information Science. 2022. С. 1-12.
GornyyV.I., KritsukS.G., LatypovI.Sh., et.al. Assessing economic losses from risks of heat-related premature mortality using satellite mapping in Russian megacities // Health Risk Analysis. 2025. № 2. С. 46-59.
Оценка риска, анализ и прогнозирование воздействия климатических факторов на здоровье населения. Методические рекомендации МР2.1.10 0410-25. М. 2025. Главное санитарно-эпидемиологическое нормирование Российской Федерации. 55 С.
Горный В.И., Киселев А.В., Безрученко П.А. и др. Термодинамический спутниковый мониторинг здоровья лесных экосистем водосборного бассейна Финского залива (на примере Карельского перешейка) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 3. С. 31-44. DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-3-31-44.
В.И. Горный, О.В. Балун, А.В. Киселев и др. Алгоритм применения материалов спутниковых съемок для выбора перспективных участков при интродукции теплолюбивых сельскохозяйственных культур (на примере Новгородской области) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2025. Т. 22. № 3. С. 64-80. DOI: 10.21046/2070-7401-2025-22-3-64-80.
В.И. Горный, О.В. Балун, А.В. Киселев, А.В. Бочарникова. Cпутниковоекартирование теплообеспеченности почв как фактора зарождения государственности на Новгородской земле // Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса . Принята к печати.

Презентация доклада

XXIV..671

Состояние, проблемы и перспективы теплового мониторинга экологической безопасности

Лекции XXII Международной Школы-конференции молодых ученых по фундаментальным проблемам дистанционного зондирования Земли из космоса