Тенденции эвтрофирования юго-восточной части Балтийского моря по спутниковым данным

• Автор: Буканова, Татьяна Васильевна
• Шифр специальности: 25.00.28
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Калининград
• Количество страниц: 142 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМА ЭВТРОФИКАЦИИ БАЛТИЙСКОГО МОРЯ: ОСОБЕННОСТИ ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ
1.1. Механизм и факторы эвтрофикации
1.2. Основные показатели эвтрофикации
1.2.1. Фитопланктон
1.2.2. Концентрация хлорофилла «а»
1.3. Уровень эвтрофирования
1.4. Методы дистанционного зондирования в изучении
проблемы эвтрофикации
1.4.1. Дистанционное зондирование в оптическом диапазоне
1.4.2. Применение спутниковых данных оптического диапазона для расчета концентрации хлорофилла «а»
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА РЕГИОНАЛЬНЫХ АЛГОРИТМОВ РАСЧЕТА КОНЦЕНТРАЦИИ ХЛОРОФИЛЛА «А» В ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ БАЛТИЙСКОГО МОРЯ ПО СПУТНИКОВЫМ ДАННЫМ
2.1. Описание района исследований
2.2. Материалы и методы
2.2.1. Судовые измерения
2.2.2. Спутниковые данные
2.2.3. Статистический анализ
2.3. Верификация стандартных алгоритмов обработки спутниковых данных для расчета концентрации хлорофилла «а»
2.4. Разработка алгоритма атмосферной коррекции спутниковых
данных
2.4.1. Оценка ошибок стандартных алгоритмов атмосферной коррекции спутниковых данных

2.4.2. Решение задачи атмосферной коррекции
2.4.3. Применение регионального алгоритма атмосферной
коррекции для данных М001Б
2.4.4. Применение регионального алгоритма атмосферной
коррекции для данных МЕШБ
2.5. Региональные алгоритмы расчета концентрации хлорофилла «а» для юго-восточной части Балтийского моря
ГЛАВА 3. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ КОНЦЕНТРАЦИИ ХЛОРОФИЛЛА «А» И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ЭВТРОФИКАЦИИ В ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ БАЛТИЙСКОГО МОРЯ
3.1. Сезонная изменчивость
3.2. Межгодовая изменчивость
3.3. Пространственное распределение
3.4. Тенденции развития эвтрофикации
3.4.1. Корреляция концентрации хлорофилла «а» с температурой поверхности моря
3.4.2. Уровень эвтрофирования и качество вод
3.4.3. Эвтрофикация и качество вод в российском секторе юго-восточной части Балтийского моря
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования. Одной из наиболее актуальных экологических проблем Балтийского моря является эвтрофикация (Larsson et al., 1985; Elmgren, 1989; Rosenberg, 1990; Nehring, 1992; Rônnberg, Bonsdorff, 2004; План действий XEJIKOM, 2008; HELCOM, 2014) - процесс повышения биологической продуктивности и ухудшения качества вод, вызванный избыточным поступление биогенных элементов, прежде всего азота и фосфора, под воздействием антропогенных и естественных факторов (Россолимо, 1975; HELCOM, 2006; Schiewer, 2008).
Избыток питательных веществ приводит к резкому увеличению биомассы фитопланктона и первичной продукции, отмечается массовое развитие цианобактерий (сине-зеленых водорослей), некоторые виды которых являются токсичными. В результате прозрачность воды уменьшается, происходит накопление органического вещества, на окисление которого расходуется кислород, что при возникновении стагнации может привести к дефициту кислорода или анаэробным условиям. Изменение газового и светового режимов неизбежно сопровождается структурными изменениями состава сообществ гидробионтов. Сравнительно небольшой объем, мелководность, длительный период обновления вод, дробление на отдельные бассейны со специфическими особенностями водообмена между ними и устойчивая стратификация водных масс обуславливают высокую чувствительность морской экосистемы Балтийского моря к эвтрофированию (Савчук, 2005; HELCOM, 2009).
К числу наиболее эвтрофированных районов Балтийского моря относится юго-восточная часть - акватория Гданьского бассейна (Hakanson, Bryhn, 2008; Atlas HELCOM, 2010; HELCOM, 2014). Исследования последних лет (Lindgren, Hakanson, 2007; HELCOM, 2014) показывают, что здесь наблюдаются максимальные концентрации хлорофилла «а» и значения биомассы сине-зеленых водорослей. Остальные районы Балтийского моря относятся к мезотрофному уровню. В открытой части Балтийского моря отмечена тенденция весьма слабого снижения концентрации хлорофилла «а» за 1974-2006 гг. (Hakanson, Bryhn, 2008). За 2003-2007 гг. в российском секторе юго-восточной части Балтийского моря вклад потенциально токсичных видов водорослей в общую биомассу в летний период составляет до 70 % по численности и до 90 % по биомассе фитопланктона, причем максимальные значения биомассы характерны для прибрежных зон (Александров и др., 2012).
Таблица 4 - Действующие спутниковые радиометры
Сканер Агентство Спутник Дата запуска Полоса обзора (км) Разрешение (м) Число каналов Спектральный диапазон (нм) Орбита
COCTS CZI С№А (Китай) HY-1B (Китай) 11.04.2007 2400 500 1100 250 10 4 402-12..500 433 - 695 Полярная
GOCI КАШ/КЮБТ (Южная Корея) COMS 26.06.2010 2500 500 8 400 - 865 Геостационарная
НІСО ОШ, ООО, НАСА JEM-EF Int. Space Stn. 18.09.2009 50 100 124 380- 1000 51,6°
MERSI США (Китай) FY-ЗА (Китай) 27.05.2008 2400 250/1000 20 402-2155 Полярная
С^Л (Китай) FY-3B (Китай) 05.11.2010 2400 250/1000 20 402-2155 Полярная
СЫ8А (Китай) FY-3C (Китай) 23.09.2013 2400 250/1000 20 402-2155 Полярная
MODIS НАСА (США) Aqua (EOS-PM1) 04.05.2002 2330 250/500/1000 36 405-14,385 Полярная
НАСА (США) Terra (EOS-AMI) 18.12.1999 2330 250/500/1000 36 405-14,385 Полярная
ОСМ-2 18 КО (Индия) Oceansat-2 (Индия) 23.09.2009 1420 360/4000 8 400 - 900 Полярная
VIIRS ИОАА (США) Suomi NPP 28.10.2011 3000 375/750 22 402 - 11,800 Полярная