Аннотация 2
Введение 4
1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ИССЛЕДУЕМОЙ ТЕРРИТОРИИ 6
1.1 Рельеф Республики Алтай 6
1.2 Геологическое строение Республики Алтай 7
1.3 Климат исследуемой территории 8
1.4 Гидрографическая сеть исследуемой территории 11
1.5 Оледенение исследуемой территории 11
2. ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ ЛЕДНИКОВЫХ ОЗЕР И МЕТОДЫ ИХ ОЦЕНКИ 13
2.1 Водные ресурсы ледниковых озер 13
2.2 Методы оценки водных ресурсов ледниковых озер 14
2.2.1 Эволюция ледниковых озер вдоль горного хребта Гиндукуш-Гималаи с
1990 по 2009 год 15
2.2.2 Прогнозирование объема глубины озер на основе параметров,
полученных с карты 17
2.2.3 Картографирование ледниковых озер с использованием спутниковых
данных SAR очень высокого разрешения 18
2.2.4 Объем и средняя глубина озер Земли 19
2.2.5 Оценка объема альпийских ледниковых озер 19
3. ИЗУЧЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЛЕДНИКОВЫХ ОЗЕР РЕСПУБЛИКИ АЛТАЙ И ОЦЕНКА ИХ ОБЪЕМОВ 22
3.1 Исходные данные 22
3.2 Определение характеристик ледниковых озер Республики Алтай 29
3.3 Оценка объемов ледниковых озер Республики Алтай 33
Заключение 36
Список использованных источников и литературы 37
ПРИЛОЖЕНИЕ А. РАССЧИТАННЫЕ КООРДИНАТЫ, ПЛОЩАДИ И ВЫСОТЫ ЛЕДНИКОВЫХ ОЗЕР 39
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. РАССЧИТАННЫЕ ОБЪЕМЫ ВОДЫ ЛЕДНИКОВЫХ ОЗЕР ПО РАЗЛИЧНЫМ ЭМПИРИЧЕСКИМ ФОРМУЛАМ 47
С 1990 по 2018 год количество ледниковых озер в мире выросло на 53%. На данный момент насчитывается около 14500 ледниковых озер во всем мире. Если говорить об объеме воды в ледниковых озерах, то он увеличился на 48%. Ученые указывают, что глобальное изменение климата является основной причиной такого явления, но и, конечно же, следует упомянуть о различных локальных факторах: гидроэнергетика, нефтегазовая отрасль, развитие туризма возле ледниковых озер и строительство автомагистралей [1].
Необходимо отметить, что все ледники чувствительны к глобальному изменению климата, что, конечно же, приводит к их потере массы и таянию, а это, в свою очередь, способствует размеров ледниковых озер. Особенно быстрое увеличение ледниковых озер наблюдается в России, скандинавских странах и Исландии.
Изучение ледниковых озер с точки зрения гидрологии имеет большое значение по нескольким причинам:
• Ледниковые озера играют одну из самых важных ролей в гидрологическом цикле горных регионов. Эти озера своего рода резервуары, которые заполняются водой в результате таяния льда. Изучая объем ледниковых озер, их распределение, а также отслеживая динамику изменения этих характеристик, мы сможем понять водный баланс в исследуемом регионе и как эти факторы влияют на окружающую среду;
• Ледниковые озера могут иметь тесную связь с речными системами. Вода из ледниковых озер может попадать в реки и изменять их режим и качество. Изучая это, мы сможем понять, как ледниковые озера могут повлиять на экологию рек и водную экосистему в целом;
• Таяние ледников и заполнения ледниковых озер напрямую влияют на режим стока рек в горных регионах. Это, несомненно, может привести к увеличению объема воды и повышения уровня рек и потоков вниз по склону. Если изучать ледниковые озера, то мы сможем прогнозировать и оценивать эти изменения в стоке воды. Это важно для планирования водных ресурсов, изучения возможных опасных наводнений и разработки инфраструктуры в целом;
• Увеличение ледниковых озер может привести к изменениям в рельефе и геоморфологии в регионе. Распространение воды может вызвать эрозию и изменение рельефа окружающей местности. Изучение этих явлений поможет нам спрогнозировать опасности в виде селевых потоков и затопления, что может препятствовать устойчивому землепользованию.
Целью нашей работы является оценка объема воды в ледниковых озерах в горном районе Республики Алтай и общая оценка количества ледниковых озер. Для достижения цели поставлены следующие задачи: получить исходные данные для извлечения информации об ледниковых озерах на территории Северо-Чуйского и Южно-Чуйского хребтов Республики Алтай, в качестве исходных данных использовались космоснимки, полученные из экспедиции Sentinel-2. Использование индекса NDWI для выделения озер на космических снимках, общая оценка количества ледниковых озер, сравнить количество ледниковых озер с базой данных ледниковых озер Hydro Lakes, которая разрабатывается и поддерживается на данный момент центром геоинформатики при Университете Кайзерслаутерн в Германии; определение метода расчета объема воды в ледниковых озерах, который наиболее подходит для исследуемой территории.
В результате данной работы нам удалось оценить объем воды в ледниковых озерах различными эмпирическими формулами, имея при этом доступные данные и методы анализа. Наше исследование включало в себя анализ спутниковых изображений и географических данных, а также применение различных геоинформационных инструментов. В результате работы мы получили следующие результаты:
• Используя спутниковые изображения с определенными диапазонами и индекс NDWI, нам удалось успешно идентифицировать и сегментировать ледниковые озера на изображениях. Это позволило определить их распределение по высотам, и в будущем будет полезно оценки будущего изменения во времени;
• Используя геоинформационные системы, нам удалось количество ледниковых озер на исследуемой территории Республики Алтай;
• Проведенный анализ позволил нам оценить объем воды в ледниковых озерах. Для этого мы использовали различные геометрические модели, которые основывались на измерениях площади озер;
• В базе Hydro Lakes находится лишь 13 озер исследуемого района, в то время как нам удалось найти 267 ледниковых озер;
• Полученные данные позволят выявить изменения в объеме воды в ледниковых озерах в будущем. Эта информация, безусловно, является полезной для понимания процессов таяния ледников и связанными с ними гидрологических изменений;
• Оценка объемов воды ледниковых озер является важным шагом в изучении гидрологического цикла Республики Алтай. Эти данные могут быть полезны для мониторинга изменений водных ресурсов, планировании ресурсного управления и прогнозирования каких-либо потенциальных гидрологических рисков;
• Необходимо отметить, что использование спутниковых данных и геоинформационных технологий позволило нам получить множество новой информации о ледниковых озерах Республики Алтай;
• Из эмпирических формул нам удалось выяснить, что все эти формулы больше подходят для изучения озер площадью до 70000 м2. При увеличении площади воды, резко увеличиваются объемы воды и возрастает погрешность между исследуемыми методами.
