Введение 3
1 Литературный обзор 6
1.1 Спутниковый мониторинг 7
1.2 Биологическая составляющая 8
1.3 Набор используемых каналов 10
1.4 Проблемы спутникового мониторинга 11
1.5 Атмосферная коррекция 12
1.6 Трофический статус водоема 15
1.7 Факторы, влияющие на распространение фитопланктона 20
2 Физико-географическое описание региона исследования 25
2.1 Баренцево море 25
2.2 Карское море 28
2.3 Море Лаптевых 32
2.4 Восточно-Сибирское море 36
2.5 Берингово море 40
3 Материалы и методы 45
3.1 Данные дистанционного зондирования Земли 45
3.2 Натурные данные 47
3.3 Статистические методы 48
4 Результаты и обсуждения спутниковой части работы 48
4.1 Пространственное распределение хлорофилла «а» по натурным и спутниковым
данным 48
4.2 Диаграмма рассеяния 54
4.3 Временной график изменчивости 57
4.4 Метод НСР 60
4.5 Влияние облачности 62
5 Биопродуктивность морей 67
5.1 Видовое разнообразие 67
5.2 Биомасса фитопланктона 71
6 Заключение 77
6.1 Выводы по спутниковой части 77
6.2 Выводы о биопродуктивности морей 77
Список литературы 79
Приложение А 86
Приложение Б 88
Вода является важнейшим природным источником как для человека, так и окружающей среды. В условиях изменения каких-либо абиотических, биотических и антропогенных факторов очень важно иметь представления о том, как эти изменения влияют на водоем. Ежегодный мониторинг, несомненно, справляется с этой задачей.
Биопродуктивность водоема, представляется одним из важнейших показателей состояния акватории. Избыток или недостаток биогенных элементов может привести к негативным последствиям, которые будут отражаться не только на окружающей среде, но и на человеке. Следовательно, особой важностью обладает информация о каком-либо неблагоприятном состоянии водоема, полученная и проанализированная вовремя. Именно поэтому в нынешнее время все больше стало развиваться дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ), которое позволяет получить информацию об объекте без присутствия человека на месте и в срочном порядке.
Спутниковый мониторинг относится к быстро развивающимся методам оценки состояния водной среды. Важно, чтобы информация, полученная со спутников, могла в полной мере отражать ситуацию, которая происходит в действительности в исследуемой области. На сегодняшний день существуют некоторые факторы, которые искажают информацию данных видимого и ближнего ИК-диапазонов, полученную со спутников различного вида .
Большая доля облачности в Арктическом регионе связана с действием циклона, который приходит в основном с Атлантического океана в зимний период. Зима в Арктике начинается в конце сентября - начале октября, поэтому экспедиционные данные, полученные за этот период, имеют высокую долю облачности, в отличии от сезона «весна-лето» .
Из-за того, что моря занимают обширные территории, расположенные с севера на юг, климат отдельных участков морей зависит и от географической широты. Несмотря на то, Берингово море относится к Дальневосточным морям, климат северной части моря близок к арктическому, а соответственно, в данной зоне преобладает облачность. Погодные условия Чукотского моря относятся к полярному климату.
Функциональность спутниковых сканеров цвета в большей степени зависит от погодных условий, а именно от наличия облачности, освещенности и других атмосферных явлений.
Так же взвешенные вещества, микроводоросли (фитопланктон) существенно изменяют отражательные свойства воды, что тоже влияет на репрезентативность полученных данных.
Вещество, которое взаимодействуют со светом и может влиять на видимый цвет моря, является взвешенное вещество (ВВ), которое имеет довольно нейтральное влияние на цвет, кроме случаев сильно окрашенных наносов, и случая органического растворенного вещества.
Однако, если источником ВВ или оРОВ служит не локальная популяция фитопланктона, а, например, речной сток или взмученные донные отложения, то ожидать качественных оценок концентрации хлорофилла «а» на основе простого соотношения зелёного к синему каналов сканеров цвета нельзя. В таких случаях стандартное соотношение работает плохо, если вообще даёт результаты, и тогда становится гораздо сложнее получить интересующие характеристики с помощью спутников .
Все эти факторы, влияющие на полученные результаты, необходимо учитывать при анализе спутниковых данных, чтобы объективно рассуждать о той или иной обстановке на акватории.
...
В ходе проделанной работы была рассчитана биомасса и определены основные виды фитопланктона Арктических морей.
Исходя из полученных результатов, можно сделать вывод, что Арктический регион не обладает высокой биопродуктивностью, что вполне логично, учитывая климатические особенности данного региона. В основном было выделено 3 преобладающих класса водорослей (диатомовые, динофитовые и зеленые).
Высокие значения биомассы отмечаются довольно редко, поэтому нельзя говорить о том, что такое явление распространено повсеместно, скорее это какие - то локальные скопления водорослей. Тоже самое можно сказать про концентрацию хлорофилла «а», которая имеет высокие значения только в некоторых местах и не вызывает каких- либо негативных изменений в акватории.
Самые большие значение биомассы отмечаются в 2021 году- 0,735 мг/л и ему соответствует значение хлорофилла «а»- 6,920 мг/л (станция АТ21-047) и AT21-066, где биомасса равна 0,323 мг/л, хл-А-12,130 мг/л.
Все моря по биомассе фитопланктона были отнесены к олиготрофным водам. По концентрации хлорофилла «а» также практически все моря (Баренцево, Карское, Лаптевх, Восточно-Сибирское, Чукотское, Берингово) были отнесены к олиготрофным, за исключением моря Лаптевых в 2021 году, где статус вод определяется как мезотрофный.
Значения хлорофилла «а» и биомассы фитопланктона за 2018 и 2019 год плохо согласуются друг с другом, что может быть связно с качеством проб, учитывая их срок давности. За 2021 год указанные характеристики достаточно хорошо описывают друг друга, что опять же может быть связно с качеством самих проб.
