Термодинамический индекс нарушенности экосистем (ТИНЭ) района Чернобыльской атомной электростанции (ЧАЭС) спустя 25 лет после аварии (по результатам съемок спутниками EOS и Landsat TM) В.И.Горный, С.Г.Крицук, И.Ш.Латыпов НИЦЭБ РАН E-mail: v.i.gornyy@mail.ru Санкт-Петербург 2011 г Содержание 1. Физические основы дистанционного картографирования ТИНЭ. 2. Картографирование ТИНЭ с использованием данных спутников EOS. 3. Картографирование ТИНЭ с использованием данных спутников EOS и Landsat TM. 4. Карта ТИНЭ масштаба 1:1 000 000 района ЧАЭС. 5. Карта ТИНЭ масштаба 1:200 000 района ЧАЭС. 6. Заключение. Физические основы дистанционного картографирования ТИНЭ IT ~ Exa / Exo ~ ∆Exc / Exo (1) Где: Exo - плотность потока эксергии поглощенной ЭС солнечной радиации, Вт/м2; Exc - плотность потока эксергии, затраченной на депонирование углерода в биомассе (продуктивность ЭС), Вт/м2; Exa - плотность потока эксергии, затраченной на парирование АВ, Вт/м2. ∆Exc - приращение Exc по отношению к фоновой (ненарушенной) ЭС Физические основы дистанционного картографирования ТИНЭ ТИНЭ - относительная доля эксергии, поглощенной ЭС солнечной радиации, затрачиваемая ЭС на парирование АВ. Если ЭС не подвергалась АВ, то IT = 0 . Если ЭС подверглась АВ, то 0.08 > IT > 0. Расчет ТИНЭ Для депонирования 1 кг углерода необходимо испарить 879 кг воды; Расход эксергии на депонирование углерода: 278 *106 Дж/(кгС); Exc = 3,66*E, Вт/м2; Где: E – среднесуточная скорость испарения влаги с поверхности ЭС, мм/сут. (2) Картографирование ТИНЭ с использованием данных спутников EOS Exo = = R[1+α(K+lnα-1)/(1-α)]; (3) R- радиационный баланс; Qout и Qin – плотность потока α– альбедо поверхности ЭС; уходящей и падающей К – мера Кульбака приращения солнечной радиации; информации; Картографирование ТИНЭ в масштабе 1: 1 000 000 с использованием данных спутников EOS Алгоритм картографирования среднесуточной скорости испарения влаги по данным дистанционных съемок Карта ТИНЭ Челябинской области. Масштаб: 1:1 000 000 Чувствительность ТИНЭ (г. Карабаш) Район ЧАЭС М-б: 1: 1 000 000 Эпоха 2009 г. Карта загрязнения Cs-137 ТИНЭ по данным спутников EOS Картографирование ТИНЭ в м-бе 1:200 000 (спутники EOS и Landsat TM) ООПТ «Березовые острова». Финский залив. Карта ТИНЭ Карта освоенности 1940е гг. Карта ТИНЭ порог 0,07 Вывод: Чувствительность ТИНЭ достаточна для картирования нарушенных 50 лет назад экосистем Район ЧАЭС Карта ТИНЭ м-б: 1:200 000, спутники EOS и Landsat TM Эпоха: 2005 г. 2 2 1 1 Карта НДВИ м-б: 1:200 000, спутник Landsat TM Изолиниями показано загрязнение Sr90 (по Ю.А.Израэлю, 2006) Район ЧАЭС Радиоморфизм деревьев в районах высокого загрязнения Район ЧАЭС Соотношение дистанционно измеренных характеристик внутри закрытой зоны и вне ее Выделы ТИНЭ Выделы НДВИ Заключение 1. Зона периодического контроля через 25 лет после аварии как при визуальном анализе, так и на измерительном уровне характеризуется пониженными по сравнению с окружающими территориями значениями ТИНЭ, что, возможно, обусловлено меньшей антропогенной нагрузкой на экосистемы, в связи с прекращением хозяйственной деятельности. 2. По материалам масштаба 1: 200 000 выделяются участки, характеризующиеся высокими значениями как ТИНЭ, так и НДВИ. Требуется наземная заверка этих участков. 3. Несовпадение контуров загрязнений радионуклидами для эпохи 1986 г. с современными данными ТИНЭ масштаба 1:200 000 указывает на то, что в следствии миграции и распада радионуклидов современная ситуация отличается от эпохи 1986 г. Количественные корреляции карт ТИНЭ с загрязнением территории необходимо выполнить по современным наземным точечным данным.