Картографические модели температурных полей почв степных котловин Хакасии и Тывы на основе совместного анализа наземных и спутниковых данных

Аннотация

Цель исследования. Обоснование возможности использования количественных характеристик температурного режима почв, полученных на основе совместного анализа наземного и спутникового мониторинга для создания картографических моделей типологических единиц почвенно-биоклиматической зональности степных котловин Хакасии и Тывы.

Место и время проведения. Отработка методических положений выделения границ температурных полей проведена в период 2019–2022 гг. на примере типологических единиц почвенного покрова Алтае-Саянского региона, включающего разнообразие степей Чулымо-Енисейского и Минусинского прогибов, Турано-Уюкской, Центрально-Тувинской, Убсу-Нурской котловин. Ключевые участки выбраны с учетом принципов ландшафтного районирования, которые позволяют распознавать, классифицировать и картографировать ландшафтно-дифференцирующие факторы, компоненты ландшафта, региональную ландшафтную структуру в целом и ее динамические особенности.

Методы. Наземный автоматизированный мониторинг воздуха и почв был организован с использованием специализированного регистратора температуры DS-1921G “Thermochron” с учетом показателей, отражающих генетическое единство типов климата Алтае-Саянского региона. Для проведения ретроспективного анализа, статистической обработки и визуализации данных MODIS, использовался созданный в ИВТ СО РАН программно-алгоритмический инструментарий, базирующийся на новой технологии доступа к архиву спутниковых данных, реализованной с использованием СУБД PostgreSQL с дополнительным модулем, который  предназначен для прямого доступа к файловому архиву данных без необходимости предварительного копирования и преобразования формата данных для СУБД.

Основные результаты. На основе совместного анализа количественных показателей температурного режима воздуха и почвы, полученных с использованием наземных автоматизированных измерительных комплексов и спутниковых данных, создана серия картографических моделей, отражающих особенности температурных полей типологических единиц почвенно-биоклиматической зональности Алтае-Саянского региона. Интерпретация выделения типологических единиц структурной организации почвенного покрова представлена на основе статистического анализа совмещения границ и информационного содержания контуров почвенного покрова и границ температурных полей – дневных и ночных температур, а также разницы температур двух скомпилированных серий, рассчитанных за 16-ти летний период. Новизна подхода заключается в том, что картографические модели температурных полей, созданные на основе количественных показателей температур, обладают достаточной информативностью, позволяющей устанавливать взаимосвязи температурного режима с другими характеристиками объектов природной среды и подойти к решению проблемы выделения и типологии почвенно-экологических границ.

Заключение. Картографические модели температурных полей, полученные в результате совместного анализа наземных и спутниковых данных, обладают достаточной информативностью в отношении энергетики почвообразовательных процессов и могут быть использованы для оценки термических условий почв малоисследованных и труднодоступных территорий Алтае-Саянского региона.