Аэрокосмические методы экологического контроля

Лидирующими в таких методах являются методы, использующие космические средства.

Для изучения природных ресурсов создаются специальные спутники, спутниковые системы – «Метеор" в бывшем СССР, "Лендсат " в США. Обширная информация о различных природных ресурсах, процессах, происходящих на поверхности земли, поступает и с других космических систем и отдельных спутников. На орбитальных станциях человек может обеспечить поиск и обнаружение заданного явления различными дис­танционными методами.

Особенно эффективные результаты по оценке антропогенных воздействий может дать комплексное использование информации, получаемой с помощью космических систем, самолетов и наземных систем.

К информации, получаемой со спутников и используемой при организации экологического контроля, относится информация о состоянии лесов, сельскохозяйст­венных угодий, о растительности на суше, о фитопланктоне на море, о состоянии земной поверхности (почвенном покрове, нарушении земной поверхности антропоген­ной деятельностью, эрозионных процессах, урбанизированных зонах), о перераспределении водных ресурсов, загрязнении атмосферы, морей и суши.

Кроме основного направления космического землеведения – фотографирование земной поверхности с последующим дешифрированием полученных изображений - развиваются направления, связанные с выявлением новых свойств изучаемых земных объ­ектов. С этой целью используются многозональные съёмки, которые позволяют снять один и тот же элемент в разных спектральных диапазонах и выявить (за счет раз­ной спектральной яркости изображения ) особенности данного элемента.

Для многозональных спектральных съемок используется излучение в диапазоне длин волн, относящихся к «окнам прозрачности» атмосферы. Ультрафиолетовое излучение (с длинами волн короче 300 нм ) при таких съемках не используется, поскольку оно практически полностью поглощается атмосферой.

Видимое излучение легко проходит через атмосферу Земли и поэтому применяет­ся в спектральных съемках, так же как и излучение в ближней ИФ области, которое используют для изучения природных ресурсов и состояния природных сред, выделе­ния антропогенных эффектов. В целом ценность получаемой информации о подстилающей поверхности и атмосфере зависит от правильного выбора одного или нескольких диапазонов длин волн.

Для экологического мониторинга особое значение имеет определение сос­тояния растительности (фенология, болезни). Эти исследования можно проводить осо­бенно эффективно с помощью многоспектральной съемки.

Особенно важным является выявление признаков изменения состояния почв и растительности, связанного с антропогенной деятельностью. С этой целью необходи­ма организация наблюдений за самыми разнообразными, особенно антропогенными, ландшафтами.

Наблюдения за размерами населенных пунктов и заселенных территорий позволяют судить о количестве и росте населения, по яркости ночных огней, обнаруживаемых из космоса предложено определять примерное общее потребление энергия человеком. Если производить измерение выделяемой населенным пунктом энергии в ИК и радиодиапазоне, то возможно определить потребление энергии человеком, включая промыш­ленное потребление. Например, в районе Нью-Йорка со спутника наблюдались аномалии радиационной температуры 3-4 °С.

Наблюдения за водохранилищами и природными водными объектами позволяют с большей точностью судить об изменении состояния этих объектов, в том числе антропогенного характера.

Так, была прослежена динамика залива Кара-Богаз-Гол после его отчленения от Каспийского моря. По данным космических съемок определили изменение границ вы­сыхающего залива. С помощью этих съемок определились не только границы, но и глу­бина. В результате отчленения от Каспийского моря испарение воды с полной аква­тории моря за 1980-1984гг. уменьшилось более чем на 30 квадратных км.

С помощью спутниковых методов хорошо идентифицируются многие антропогенные изменения в окружающей среде, происходящие в настоящее время и имевшие место в прошлом, например лесные пожары, загрязнение атмосферы и подстилающей поверхнос­ти, эрозия почв и т.д.

Наблюдения за дымовыми выбросами позволяют (по степени прозрачности) установить наличие частиц в этих факелах. Ингредиенты в таких факелах можно определить по поглощению радиации в соответствующих зонах поглощения различными газами.

Именно космические съемки могут обеспечить наблюдения за некоторыми явлени­ями в самом начале, когда высокие концентрации вещества или энергии существенно облегчают измерения. Поражение хвойной растительности дымовыми выбросами наблю­далось со спутника по изменению спектральной яркости в диапазонах 0,5-0.7 мкм. Аналогичные измерения позволили определить содержание хлорофилла в воде. Для измерения со спутников загрязнения воды взвешенными частицами, неф­тяными и другими поверхностно-активными пленками использовались спектрально-угловые распределения отраженного излучения. Исследование методом многоспектра­льной пленки используется для выявления и наблюдения за загрязнением и другими антропогенными эффектами в биосфере, т.е. результаты использования космичес­ких съемок в экологическом мониторинге.

Для этих целей использовались спутники системы «Метеор-природа». Спутники такого типа оборудованы многоспектральными сканерами, спектрометрами и микроволновыми радиометрами, которые позволяют выделить шлейфы аэрозолей антропогенного происхождения в районе городов и промышленных районов, загрязнение поверхностных вод и т.д.

Регулярная дополнительная информация, поступающая с пилотируемых космических станций, позволяет не только квалифицированно интерпретировать получаемую информацию, но и контролировать поля антропогенного воздействия.