XXI.E.291
Пространственная и временная изменчивость характеристик цветения цианобактерий в восточной части Финского залива в 2003-2022 гг. по данным дистанционного зондирования
Вазюля С.В. (1), Салинг И.В. (1), Ланге Е.К. (1), Глуховец Д.И. (1,2)
(1) Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, Россия
(2) Московский физико-технический институт (государственный университет), Долгопрудный, Россия
Цветение потенциально опасных цианобактерий происходит в Балтийском море практически каждое лето. В условиях безоблачного неба это цветение легко обнаружить по данным дистанционного зондирования (Hansson, Hakansson, 2007; Kahru et al., 2020). Для восточной части Финского залива на основе натурных измерений в июле–августе 2012–2014 гг. был разработан региональный алгоритм оценки биомассы цианобактерий по спутниковым данным (Vazyulya et al., 2023). Уравнение множественной регрессии определяет биомассу цианобактерий как функцию показателя рассеяния назад взвесью и концентрации хлорофилла. Использование этого уравнения обеспечивает лучшую точность по сравнению с однопараметрическими, что выражается как в величине коэффициента детерминации, так и в среднеквадратической ошибке (0.61 и 272 мг/куб.м соответственно). В отличие от других алгоритмов, определяющих только площадь цветения цианобактерий в Балтийском море, наш алгоритм позволяет определять как площадь цветения, так и его интенсивность. Биологи идентифицируют цветение цианобактерий, если биомасса в верхнем перемешанном слое воды превышает 200 мг/куб.м (Wasmund, 1997). Учитывая ошибки алгоритма, пороговая величина биомассы для выявления цветения по спутниковым данным была увеличена до 300 мг/куб.м.
Для анализа пространственной и временной изменчивости характеристик цветения в этом регионе по данным спутникового сканера цвета океана MODIS-Aqua были рассчитаны среднемесячные распределения биомассы цианобактерий для июля и августа в 2003-2022 гг. Карты полученных распределений представлены в Атласе биооптическиких характеристик (https://optics.ocean.ru, Глуховец и др., 2023). Практически во все годы цветение в июле было более интенсивным, чем в августе. Значительная межгодовая изменчивость биомассы цианобактерий выявлена в центральной части изучаемого региона. Рекордное цветение за исследуемый период произошло в июле 2004 г. (средняя биомасса цианобактерий составила 780 мг/куб.м.). Наиболее слабые цветения наблюдались в 2009, 2010 и 2014 гг., когда и в июле, и в августе площади цветения не превышали 30% территории исследования. Полученные оценки характеристик цветения хорошо согласуются с данными многолетних in situ измерений в Финском заливе (Kownacka et al., 2020). Наилучшее соответствие данных натурных и спутниковых измерений наблюдается в годы интенсивного цветения.
Данные судовых измерений получены в рамках государственного задания ИО РАН по теме № FMWE-2021-0001. Обработка данных проводилась по гранту РНФ № 21-77-10059. Авторы благодарят В.Р. Таскаева, А.Н. Храпко и Т.Р. Еремину за предоставленные результаты измерений и организацию экспедиций в Финском заливе.
Ключевые слова: Балтийское море, биомасса цианобактерий, MODIS, показатель рассеяния назад взвесью, концентрация хлорофиллаЛитература:
- Hansson, M.; Hakansson, B. The Baltic Algae Watch System—A remote sensing application for monitoring cyanobacterial blooms in the Baltic Sea // J. Appl. Remote Sens. 2007, 1, 011507.
- Kahru, M.; Elmgren, R.; Kaiser, J.; Wasmund, N.; Savchuk, O. Cyanobacterial blooms in the Baltic Sea: Correlations with
- environmental factors // Harmful Algae 2020, 92, 101739.
- Kownacka, J.; Busch, S.; Göbel, J.; Gromisz, S.; Hällfors, H.; Höglander, H.; Huseby, S.; Jaanus, A.; Jakobsen, H.H.; Johansen, M.; et al. Cyanobacteria biomass, 1990–2019 // HELCOM Baltic Sea Environment Fact Sheets 2020. https://helcom.fi/wp-content/uploads/2020/09/BSEFS-Cyanobacteria-biomass-1990-2019-1.pdf
- Vazyulya, S.; Kopelevich, O.; Sahling, I.; Kochetkova, E.; Lange, E.; Khrapko, A.; Eremina, T.; Glukhovets, D. Regional Algorithm of Quantitative Assessment of Cyanobacteria Blooms in the Eastern Part of the Gulf of Finland Using Satellite Ocean Color Data // J. Mar. Sci.Eng. 2023, 11, 1746. https://doi.org/10.3390/jmse11091746
- Wasmund, N. Occurrence of cyanobacterial blooms in the baltic sea in relation to environmental conditions // Int. Rev. Hydrobiol. 1997, 82, 169–184.
- Глуховец Д.И., Салинг И.В., Вазюля С.В., Шеберстов С.В. Атлас биооптических характеристик российских морей по данным спутниковых сканеров цвета за период 1998-2022 гг. // Тезисы двадцать первой Всероссийской открытой конференции "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса", 2023.
Презентация доклада
Ссылка для цитирования: Вазюля С.В., Салинг И.В., Ланге Е.К., Глуховец Д.И. Пространственная и временная изменчивость характеристик цветения цианобактерий в восточной части Финского залива в 2003-2022 гг. по данным дистанционного зондирования // Материалы 21-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2023. C. 196. DOI 10.21046/21DZZconf-2023aДистанционные исследования водных объектов
196