Российские исследователи создали модель, позволяющую изучать арктические почвы при помощи спутников. Новый комплекс программ поможет более полно оценивать состояние арктической территории, следить за реакцией мерзлоты на изменение климата. Работа ученых опубликована в International Journal of Remote Sensing.

Зачастую перед учеными стоит задача анализа труднодоступных регионов Крайнего Севера и Арктики. Чтобы получить наибольшее количество данных, можно использовать спутниковые наблюдения. Чтобы грамотно интерпретировать полученные измерения, ученым необходимо создавать программные пакеты для анализа этих данных. До сих пор не существовало моделей для анализа почв в зоне вечной мерзлоты, но авторы новой работы смогли их создать.

Исследователи из Института физики им. Л. В. Киренского Красноярского научного центра СО РАН и Алтайского государственного университета придумали программный пакет, который при помощи спутниковых систем позволяет определить характеристики мерзлой арктической почвы. Новая модель построена на измерении комплексной диэлектрической проницаемости и применяется для анализа талых и мерзлых минеральных почв. С его помощью можно отслеживать температуру, влажность и состояние поверхностной мерзлоты.

Чтобы построить новую компьютерную модель, исследователи использовали образцы почвы, собранные в арктической тундре полуострова Ямал. Авторы проанализировали три вида арктических почв, содержащих разное количество глинистой фракции. В ходе анализа ученые выяснили, что диэлектрические характеристики почв в первую очередь связаны с количеством влаги в них. Благодаря этому факту ученые смогли сделать компьютерный анализ проще, уменьшив количество уточняемых параметров.

«Развитие космических технологий позволяет нам получать самую разную информацию об окружающей среде с помощью спутников. Например, мы создали диэлектрическую модель, которая использует эти измерения и может определить параметры почвы для конкретных участков суши. Такое дистанционное зондирование может помочь исследовать арктические территории, выяснять причины экологических проблем. Если собрать и проанализировать сведения о температуре и влажности почвы, а также о состоянии ее поверхностной мерзлоты в течение нескольких лет, то можно проследить изменения в ледниковых зонах, к примеру таяние вечной мерзлоты, и дать оценку рисков такого процесса», — рассказал один из исследователей, младший научный сотрудник Института физики им. Л. В. Киренского Красноярского научного центра СО РАН Андрей Каравайский.