Сравнительный анализ распределений площадей озер в пределах озерно-термокарстовых и эрозионно-термокарстовых равнин

Целью исследований являлся сравнительный анализ распределения площадей озер в пределах эрозионно-термокарстовых и озерно-термокарстовых равнин на основе подходов математической морфологии ландшафта с использованием материалов дистанционных съемок. В основу проводимого исследования был положен анализ математических моделей морфологических структур ландшафтов озерно-термокарстовых и эрозионно-термокарстовых равнин в условиях “синхронного старта” термокарстовых процессов. Эмпирический анализ охватывал 22 эталонных участка. Участки расположены в различных геоморфологических условиях и относятся как к зоне сплошного развития многолетнемерзлых пород, так и к зонам развития прерывистой и островной мерзлоты. Теоретически обосновано и эмпирически подтверждено, что вероятностное распределение площадей озер в пределах озерно-термокарстовых равнин в разных физико-географических условиях подчиняется преимущественно логнормальному распределению, гамма-распределение почти не встречается. Напротив, для вероятностного распределения площадей озер в пределах эрозионно-термокарстовых равнин в разных физико-географических условиях в соответствии с моделью в большинстве случаев справедливо одновременно как гамма-распределение, так и логнормальное распределение площадей озер. Это не исключает развития эрозионно-термокарстовых равнин с асинхронным стартом, на которых будут реализовываться другие виды распределений. Таким образом, выполненное исследование подтверждает справедливость математических моделей развития морфологической структуры ландшафтов (морфологических комплексов) озерно-термокарстовых и эрозионно-термокарстовых равнин для случая синхронного старта. При количественной оценке вероятности поражения инженерного сооружения в пределах озерно-термокарстовых и в пределах эрозионно-термокарстовых равнин должны использоваться разные методы, которые могут быть получены на основе анализа соответствующей математической модели.

1. Арэ Ф.Э., Балобаев В.Т., Босиков Н.П. Особенности переработки берегов термокарстовых озер Центральной Якутии // Озера криолитозоны Сибири. Новосибирск: Наука, 1974, С. 39–52.

2. Днепровская В.П., Брыксина Н.А., Полищук Ю.М. Изучение изменений термокарста в зоне прерывистого распространения вечной мерзлоты Западной Сибири на основе космических снимков // Исследование Земли из космоса. 2009. № 4. С. 88–96.

3. Кирпотин С.Н., Полищук Ю.М., Брыксина Н.А. Динамика площадей термокарстовых озер в сплошной и прерывистой криолитозонах Западной Сибири в условиях глобального потепления // Вестник ТГУ. 2008. № 311. С. 185–189.

4. Полищук В.Ю., Полищук Ю.М. Геоимитационное моделирование полей термокарстовых озер в зонах мерзлоты. Ханты-Мансийск: УИП ЮГУ, 2013. 129 с.

5. Кравцова В.И., Тарасенко Т.В. Изучение и картографирование динамики термокарстовых озер на территории Западной Сибири по разновременным космическим снимкам // Восьмое сибирское совещание по климато-экологическому мониторингу. Материалы российской конференции 8–10 октября 2009. Томск: Аграф-Пресс, 2009. С. 273–275.

6. Burn C.R. and Smith M. W. Development of Thermokarst Lakes During the Holocene at Sites Near Mayo, Yukon Territory // Permafrost and Periglacial Processes. 1990. Vol. 1. P. 161–176.

7. Smith L.C., Sheng Y., Macdonald G.M., and Hinzman L.D. Disappearing Arctic Lakes // Science. Vol. 308. No. 3. 2005. P. 14.

8. Шур Ю.Л. Термокарст (к теплофизическим основам учения о закономерностях развития процесса). М.: Недра, 1977. 80 с.

9. Викторов А.С. Математическая модель термокарстовых озерных равнин как одна из основ интерпретации материалов космических съемок // Исследование Земли из космоса. 1995. № 5. С. 42–50.

10. Викторов А.С., Капралова В.Н. Количественная оценка природных рисков на основе материалов космических съемок (на примере озерно-термокарстовых равнин) // Исследования Земли из космоса. 2013. № 4. С. 33–38

11. Grosse G., Jones B.M., Nitze I., Lindgren P.R., Walter Anthony K.M., and Romanovsky V.E. Massive thermokarst lake area loss in continuous ice-rich permafrost of the northern Seward Peninsula, Northwestern Alaska, 1949–2015 // XI International Conference 20–24 June 2016, Potsdam, Germany. Bibliothek Wissenschaftspark Albert Einstein, 2016. P. 703–705. https://doi.org/10.2312/GFZ.LIS.2016.001

12. Викторов А.С., Капралова В.Н., Орлов Т.В., Трапезникова О.Н., Архипова М.В., Березин П.В., Зверев А.В., Панченко Е.Н., Садков С.А. Анализ развития морфологической структуры озерно-термокарстовых равнин на основе математической модели // Геоморфология. 2015. № 3. С. 3–13.

13. Polishchuk Yu.M. and Polishchuk V.Yu. Geo-simulation approach to modeling spatial objects and its application to creating thermokarst lake model using remote sensing data // BioClimLand. No. 1. P. 53–69.

14. Sejourne A., Costard F., Fedorov A., Gargani J., Skorve J., Masse M., and Mege D. Evolution of the banks of thermokarst lakes in Central Yakutiya (Central Siberia) due to retrogressive thaw slump activity controlled by insolation // Geomorphology. 2015. No. 241. P. 31–40.

15. Bondurant A.C., Arp C., Jones B., and Engram M. Rates and mechanisms of expansion in thermokarst lakes with bedfast and floating ice regimes on the Arctic Coastal Plain of northern Alaska 2015 // XI International Conference on Permafrost – Book of Abstracts, 20–24 June 2016, Potsdam, Germany. Bibliothek Wissenschaftspark Albert Einstein, 2016. P. 703–705. https://doi.org/10.2312/GFZ.LIS.2016.001

16. Романовский Н.Н. Эрозионно-термокарстовые котловины на севере приморских низменностей Якутии и Новосибирских островах // Мерзлотные исследования. 1961. Вып. 1. С. 124–144.

17. Викторов А.С., Капралова В.Н., Орлов Т.В., Трапезникова О.Н., Архипова М.В., Березин П.В., Зверев А.В., Садков С.А., Панченко Е.Г. Математическая морфология ландшафтов криолитозоны. М.: РУДН, 2016. 232 с.

18. Victorov A.S. Mathematical Models of Thermokarst Erosion Plains // GIS and Spatial Analysis. Proceedings of IAMG 2005, Toronto, Canada. P. 62–67.

19. Викторов А.С. Основные проблемы математической морфологии ландшафта. М.: Наука, 2006. 252 с.

20. Методическое руководство по инженерно-геологической съемке масштаба 1:200000 (1:100 000, 1:50 000). М: Недра, 1978. 391 с.

21. Крамер. Г. Математические методы статистики. М.: Мир, 1970. 648 с.