Климат Кыргызстана через космические снимки
Революционный Кыргызский куб данных или Климат Кыргызстана через космические снимки
Точнее там, где начали применять инструмент – Открытый куб данных (Open Data Cube) - который позволяет использовать спутниковые снимки для отслеживания динамики изменений поверхности Земли. Почему куб – потому что данные из этой системы предоставляются как минимум в тройном измерении – долгота, широта и период, а как максимум, можно запрашивать и требуемые индексы измерения через специальный алгоритм, такие как зеленый покров, влажность почвы, температура и т.д.
При правильном запросе можно получить хронологию снимков одного и того же места сразу за несколько лет, например, пять или десять лет. Это дает возможность посмотреть тенденцию изменения земельного ландшафта, горных покровов, водных ресурсов и т.д. Такая шикарная возможность есть, еще раз повторимся, только у некоторых стран: Швейцария, Великобритания, Тайвань, Уругвай, и конечно же Австралия, которая является родиной Open Data Cube. Многие страны намереваются запустить данную платформу, но вот когда это произойдет у них неизвестно, а вот в Кыргызстане Кыргызский куб данных уже функционирует.
Каждый спутник имеет свои функциональные особенности. Спутник Landsat 8 облетает Землю каждые 16 дней и делает снимки с разрешающей способностью в 30 метров.
Открытый, потому что эту платформу создали волонтеры, сообщество единомышленников, следовательно все их продукты предоставляются на бесплатной основе. Почему Куб, а не просто База данных – потому что там можно запросить снимки как минимум в трех измерениях, геолокации (долгота и широта местности), время или период, который вас интересует, также там содержатся данные с учетом различных индексов, таких как индекс таяния ледников, измерения зеленого покрова, влажности почвы, деградации земель и тд.
На начальном этапе Кыргызский куб данных будет работать с информацией, которая может быть полезной для сельского хозяйства, точнее для планирования работы по управлению пастбищами. Для удобства пользователей, была разработана система визуализации Кыргызского куба данных на веб-сайте который доступен на английском, русском и кыргызском языках.
Здесь, даже простой обыватель, умеющий пользоваться интернетом может запрашивать снимки о состоянии растительности на пастбищах, снежного покрова, засухи и температуры почвы. Через эту ссылку вы можете зайти на сайт и зарегистрироваться, далее посмотреть как он работает, добавлены инструкции как им пользоваться, можно оставить комментарий на русском, кыргызском и английском языках.
Отметим, что программное обеспечение для Кыргызского куба данных было разработано партнером из Великобритании eOsphere при участии Mercy Corps Кыргызстан в рамках проекта SIBELIUs поддерживаемого Космическим агентством Великобритании.
Более подробный алгоритм работы Кыргызского куба данных можно узнать в Центрально-Азиатском институте исследования Земли (ЦАИИЗ), где находится серверное оборудование Куба данных. Оборудование и его дальнейшая эксплуатация были переданы в ЦАИИЗ в конце мая 2021 года. Команда ЦАИИЗ может провести специализированные обучения по применению Куба данных при запросе от государственных и неправительственных учреждений.
Опыт ЦАИИЗа в применении спутниковых снимков
По словам Болота Молдобекова, в нашей республике начиная с 2000-х годов таяние ледников происходит интенсивнее, с изменением климата нарушился цикл маловодья. Вегетационный период тоже изменился, если раньше таяние ледников начиналось в середине июня и заканчивалось в конце августа, то сейчас таяние ледников начинается с середины мая и продолжается до середины сентября. Таяние ледников приводит к сокращению водных запасов, возникновению засухи и опустыниванию. Особенно ощутимо это будет в аридной зоне страны – это юг Кыргызстана.
В 2018 году ЦАИИЗ выпустил обновленный Каталог Ледников Кыргызстана, где содержатся основные сведения по ледникам Кыргызской Республики, включая схемы расположения ледников, основные морфометрические параметры, а также анализ изменения оледенения за максимум приблизительно 70- летний период (сравнение современного состояния оледенения (2013-2016 гг.) с данными Каталога ледников СССР по состоянию ледников в 40-70 -е годы ХХ века).
Согласно спутниковым снимкам «Landsat-8», по состоянию на 2013-2016 гг., на территории Кыргызской Республики насчитывались 9959 ледников общей площадью 6683.9 км², в том числе: 6 227 ледников размерами более 0.1 км², общей площадью 6494.0 км² и 3 732 ледника размерами менее 0.1 км², общей площадью 189.9 км².
По Каталогу ледников СССР (40-70-е годы ХХ века), на территории Кыргызской Республики насчитывалось 8164 ледника общей площадью 7944.2 км², в том числе: 6719 ледников размерами более 0.1 км², общей площадью 7866.6 км²
и 1 445 ледников размерами менее 0.1 км², общей площадью 77.6 км². Таким образом, за 70-ти летний период, произошли примерно следующие изменения в общем оледенении Кыргызской Республики: площадь оледенения Кыргызстана сократилась на 16%, площадь крупных ледников при этом сократилась на 17%, в то время как площадь небольших ледников увеличилась в два с половиной раза (на 245%).
Это связано с общей деградацией оледенения, при которой деградация крупных ледников ведет не только к уменьшению их площадей, но и к их распаду на отдельные части, которые функционируют как самостоятельные малые ледники. Кроме этого, в отдельных частях Каталога ледников СССР, ледники размерами менее 0.1 км² не учтены вообще, а в настоящем каталоге учтены все.
Общее количество ледников увеличилось на 22%. Это обусловлено увеличением количества небольших ледников (размерами менее 0.1 км²) в два с половиной раза (на 258 %), в то время как количество крупных ледников (размерами более 0.1 км²) сократилось на 7,5 %.
Сокращение площадей основной части ледников Кыргызстана по основным бассейнам находится в пределах 13-17 %, Исключение составляют: бассейн р. Талас, где сокращение площади достигает 47 %; бассейн р. Чу – 28%; бассейн р. Амударья – 10 %; бассейн р. Карадарья – оледенения практически не изменилось; и бассейн оз. Чатыр-Куль в котором наблюдается прирост площади на 33 %.
История изменения ледника Западный Суек
Общая площадь ледника в 1975 году определялась в 1,6 км². К 2016 году площадь сократилась до 0,97 км². Среднегодовое фронтальное отступление 8 м/год за период с 1975 по 2016 год (рис. 2). За последние 40 лет наблюдается общее уменьшение длины - 322 м.
Наибольшая длина, км - 2.2.
Высота высшей точки ледника - 4460 метров.
Наибольшая длина ледника - 4.7 км. Площадь 5.6 км. в. Высота низшей точки конца ледника - 3360 м, Высота высшей точки ледника - 4330 м.
К 2016 году площадь сократилась до 0,79 км². За последние 155 лет наблюдается общее уменьшение длины - 550 м.
К 2016 году площадь сократилась до 0,23 км².
Ученые ЦАИИЗ сделали выводы, что изменения, вызванные антропогенным воздействием, практически отсутствуют. Подобный факт имеет более общее значение: в Центрально-Азиатском регионе в развитии природы подавляющую роль играют естественные факторы, а антропогенное воздействие пока пренебрежимо мало.
В целом, по всем ледникам в 2016 году продолжается отступание границ языков и соответственно уменьшение объема льда и уменьшение запасов воды, аккумулированной в ледниках.
Было создано 10 обсерваторий, после распада Советского Союза мониторинги опорных ледников были приостановлены. Но благодаря усилиям ученых
из ЦАИИЗ совместно с европейскими партнерами были возобновлены мониторинги, таких ледников, как Голубина, Абрамова, Западный Суек, Ледник №354, Ледник №599 и др.
“Сейчас на леднике Энилчек построены домики, работает наша база, там предусмотрены все условия для того, чтобы вести научные исследования, используя спутниковые снимки, все работает автономно”, - добавил Болот Молдобеков.
Однако, старания ученых не должны быть напрасны. Для достижения наилучшего результата необходима координация с государственными органами, постоянно требуется тесная совместная работа, в результате которой сотрудники профильных ведомств могли бы не только сделать выводы, но и спрогнозировать влияние изменения климата на окружающую среду.
«Обновленный каталог ледников мы передали пяти госструктурам: МЧС, Кыргызгидромету, Департаменту водного и лесного хозяйства в Министерстве сельхозского хозяйства, прежнему Госагентству охраны окружающей среды и национальному энергохолдингу”, - сказал Болот Молдобеков.
Он считает, что в Кыргызстане должна ускоренными темпами развиваться цифровизация. У каждого профильного министерства и ведомства должны быть свои цифровые карты.
Там где засушливые участки, могут быть пожары, МЧС может на это обратить внимание. Т.е. должны быть разработаны различные сценарии по реагированию на природные катаклизмы со стороны специалистов.
Чтобы вопросы по изменению климата были правильно оценены и замечены обществом необходимо четкая и последовательная работа Кабинета министров Кыргызстана. Со стороны правительства страны должна быть разработана программа по реагированию.
Иначе стихийные бедствия и техногенные катастрофы могут не только нанести вред экологии страны, но и повлечь за собой человеческие жертвы.
- Инвентаризация, учёт и контроль за сельскохозяйственными угодиями и пастбищами.
- Мониторинг посевов (визуальная оценка всхожести и созревания урожая, состояния растительного покрова).
- Контроль за неблагоприятными процессами (засуха, наводнение и тд.)
- Контроль за состоянием пастбищ. По анализу космических снимков можно судить о продуктивности пастбищ.
Кыргызский куб данных (ККД) и система визуализации (веб-сайт) выдают готовые к анализу продукты: 1) относящиеся к условиям пастбищ (индекс растительности (NDVI), биомасса на пастбищах, аномалия пастбищ, пастбище тенденция); 2) относящиеся к состоянию заснеженности (индекс снега (NDSI); процентность снега); 3) cвязанные с состоянием засухи (индекс засухи (NDDI), индекс воды (NDWI), индекс здоровья растительности (VHI), индекс состояния растительности (VCI)); и 4) связанные с температурой поверхности Земли (LST).
Чтобы понимать и правильно интерпретировать вышеперечисленные продукты, нужно уметь читать индексы по их градиентной шкале. Давайте посмотрим это на примере индекса NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) на территории Ак-Башатского пастбищного комитета Жайыльского района в Чуйской области, отметим что, часть их пастбищных угодий находится в Суусамырской долине.
NDVI это нормализованный относительный индекс растительности с количественным показателем фотосинтетической активной биомассы.
на период с 01.04.2020 по 30.10.2020 года (Листайте карусель)
уч. Абла, Турук 1,2 благоприятный период выпаса скота с июня по август месяцы, зелёный покров имеет значение от +0,3 до +0,6. В апреле и октябре месяцах на пастбищах Суусамырской долины наблюдается снег.
Таким образом, министерства и ведомства могут без посещения местностей анализировать как состояние земель, так и видеть различные тенденции и принимать необходимые меры.
Таким образом благодаря Кыргызскому кубу данных преподносится Систематизированная и адаптированная информация.
Если вы хотите применить спутниковые снимки для научной работы или занимаетесь анализом государственной политики в сфере использования природных ресурсов, то вы смело можете воспользоваться Кыргызским кубом данных, который является открытой и бесплатной платформой предоставленной Кыргызстану на безвозмездной основе от Космического Агентства Великобритании.
ESKADRA - разработка сайта