Введение 3
1 Исследуемая территория и проблема ее теплового загрязнения 5
1.1 Тепловое загрязнение в городах 5
1.2 Физико-географическая характеристика района исследований 8
1.3 Основные техногенные источники теплового загрязнения в Воронеже 10
2 Методы дистанционного исследования теплового загрязнения
окружающей среды 13
2.1 Теоретические основы дистанционного зондирования 13
2.2 Космическая съемка в тепловом диапазоне 18
2.3 Методика выявления, картографирования и анализа тепловых аномалий по
данным ДЗЗ 21
3 Космический мониторинг теплового острова города Воронежа 24
3.1 Источники теплового загрязнения зимой 24
3.2 Источники теплового загрязнения летом 29
3.3 Источники теплового загрязнения ночью 32
Заключение 37
Литература
Изучение городского острова тепла имеет большое значение в медицинской экологии, так как комфортность окружающей среды во многом зависит от температурного режима. Появление тепловых аномалий связывают не только с нерациональной планировкой городского пространства, но и с источниками антропогенного тепла: промышленные предприятия, транспорт, объекты жилищно-коммунального хозяйства [4,5]. Проблема теплового загрязнения приобретает все больший вес по мере роста и развития населенных пунктов и уже сейчас требует пристального изучения. Настоящая работа посвящена космическому мониторингу как одному из видов наблюдений, анализа и прогноза активности городских островов тепла.
Целью данной работы является выявление, картографирование, анализ и мониторинг теплового загрязнения окружающей среды в городе Воронеже по данным космической съемки в тепловом диапазоне.
В задачи работы входило:
1. Собрать серию разновременных тепловых космических снимков на район исследования.
2. Провести обработку полученных данных ДЗЗ в ГИС и картографировать на их основе вариации теплового поля в г. Воронеже и его окрестностях.
3. Выявить антропогенные тепловые аномалии и их источники в городе Воронеже, определить возможности их космического мониторинга.
Объектом исследования являлась территория города Воронежа. Предметом исследования выступали пространственные особенности теплового загрязнения окружающей среды от промышленных предприятий города.
Настоящая работа состоит из тех глав. В первой главе обосновывается проблема теплового загрязнения в городах, дается характеристика исследуемой территории и располагающихся на ней техногенных источников тепла, во второй - рассматриваются теоретические и методические вопросы изучения теплового поля по данным дистанционного зондирования Земли и приводится описание использованных нами методов анализа тепловых космических снимков. В третьей, заключительной главе, обсуждаются полученные в ходе работы новые данные о тепловом загрязнении окружающей среды в городе Воронеже и возможности дальнейшего космического мониторинга выявленных техногенных источников теплового загрязнения.
В результате проведенного исследования, на основе серий разновременных космических снимков Landsat 8 TIRS и Terra Aster выполнено детальное геоинформационное картографирование источников теплового антропогенного загрязнения окружающей среды в городе Воронеже за теплый, холодный период, а также выполнено картографирование источников теплового антропогенного загрязнения в ночное время теплого сезона.
Полученные данные позволили выявить круглогодично стабильные источники теплового загрязнения, характерные для промышленных зон предприятий: «Воронежский механический завод» - филиал АО «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева», «Воронежский шинный завод», ПАО «Воронежское акционерное самолётостроительное общество», АО «Воронежстальмост», Воронежский вагоноремонтный завод филиал АО "ВАГОНРЕММАШ".
Данные промышленные предприятия вносят основной вклад в формирование «теплового острова» города Воронежа, они оказывают негативное антропогенное воздействие на окружающую среду города, так как именно в их промышленных зонах происходят постоянные эмиссии тепла.
В целом по тепловому острову города Воронежа можно сделать следующие выводы:
1. Сильнее прогревается правобережье города на водоразделах, где отклонение от значений стационарных метеостанций достигает от 3,5 до 8°С.
2. Наиболее высокие температуры характерны для исторического центра города (до 37°С), юго-восточной части Северного района ранней застройки (до 33°С), для района Берёзовой рощи (до 27°С).
3. Общее увеличение температуры воздуха левобережья днем направлено от водохранилища в сторону террас, в ночное время - в обратном направлении.
4. Наиболее прохладными участками территории города являются парки, пляжи, балки с древесным покрытием, массивы малоэтажной и среднеэтажной застройки с системой индивидуального и внутриквартального озеленения [35, 36].
По результатам работы можно заключить, что космический мониторинг является эффективным средством обнаружения и оценки теплового загрязнения окружающей среды. Несмотря на сильную зависимость от качества тепловых снимков, подверженное множеству факторов, оперативность такого мониторинга компенсирует его минусы. Данные ДЗЗ в тепловом диапазоне также пригодны и для иных видов наблюдений: мониторинга тепловых природных явлений и антропогенных процессов, мониторинга опасных атмосферных явлений, оперативного автоматизированного выявления очагов пожаров, выявления мест сжигания попутного газа и ряда других задач.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
