Моделирование водной эрозии с помощью модели RUSLE в масштабе сельскохозяйственного предприятия
📖 В работе описан процесс моделирования водной эрозии почвенного покрова в масштабе сельскохозяйственного предприятия с использованием уравнения RUSLE на основе наземных данных и данных ДЗЗ из космоса.
Исходные данные:
🔹 цифровая модель рельефа FABDEM
🔹 спутниковые снимки Sentinel-2
🔹 данные наземной метеостанции
🔹 цифровые карты почвы
🔹 цифровая карта типов землепользования
Сложнее всего, обычно, найти цифровые карты почвы. Они нужны для вычисления фактора эродируемости почвы (K). В эти данные входит содержание песка (SAN), ила (SIL) и глины (CLA) в процентах, а также содержание органических веществ в почве (OM) в процентах. В работе карта почв построена по данным наземных обследований.
В качестве источника данных для расчёта фактора природоохранной практики (P) использовалась карта типов землепользования (пахотные земли, пастбища и кустарник, водно-болотные угодья, лес), построенная для данного сельхозпредприятия.
📊 Алгоритм вычисления факторов уравнения RUSLE
#почва #вода
📖 В работе описан процесс моделирования водной эрозии почвенного покрова в масштабе сельскохозяйственного предприятия с использованием уравнения RUSLE на основе наземных данных и данных ДЗЗ из космоса.
Исходные данные:
🔹 цифровая модель рельефа FABDEM
🔹 спутниковые снимки Sentinel-2
🔹 данные наземной метеостанции
🔹 цифровые карты почвы
🔹 цифровая карта типов землепользования
Сложнее всего, обычно, найти цифровые карты почвы. Они нужны для вычисления фактора эродируемости почвы (K). В эти данные входит содержание песка (SAN), ила (SIL) и глины (CLA) в процентах, а также содержание органических веществ в почве (OM) в процентах. В работе карта почв построена по данным наземных обследований.
В качестве источника данных для расчёта фактора природоохранной практики (P) использовалась карта типов землепользования (пахотные земли, пастбища и кустарник, водно-болотные угодья, лес), построенная для данного сельхозпредприятия.
📊 Алгоритм вычисления факторов уравнения RUSLE
#почва #вода
Водохранилище Трес-Мариас
В центре снимка, сделанного с борта Международной космической станции (ISS070-E-51989, 27 декабря 2023 года), водохранилище Трес-Мариас — искусственный водоём, питаемый рекой Сан-Франциску в бразильском штате Минас-Жерайс. Светло-голубые оттенки на его поверхности обусловлены солнечным бликом, возникающим, когда солнечный свет отражается от гладкой воды под тем же углом, под которым её рассматривает камера.
Типы почвенно-растительного покрова на снимке различны, и в них преобладают яркие цвета. Большая часть открытой земли (незасеянные поля, грунтовые дороги) имеет яркие оттенки красного и жёлтого. Такая окраска обусловлена почвами, богатыми железом и алюминием, которые при выветривании могут приобретать яркие цвета.
Доступ к пресной воде для орошения позволяет вести сельское хозяйство в районе водохранилища. На участках с красными и зелёными тонами можно различить поля с центральным орошением и участки с прямыми границами. Оранжево-коричневая контурная линия, проходящая по береговой линии водохранилища, отмечает места, где уровень воды раньше был выше.
#снимки #вода #почва
В центре снимка, сделанного с борта Международной космической станции (ISS070-E-51989, 27 декабря 2023 года), водохранилище Трес-Мариас — искусственный водоём, питаемый рекой Сан-Франциску в бразильском штате Минас-Жерайс. Светло-голубые оттенки на его поверхности обусловлены солнечным бликом, возникающим, когда солнечный свет отражается от гладкой воды под тем же углом, под которым её рассматривает камера.
Типы почвенно-растительного покрова на снимке различны, и в них преобладают яркие цвета. Большая часть открытой земли (незасеянные поля, грунтовые дороги) имеет яркие оттенки красного и жёлтого. Такая окраска обусловлена почвами, богатыми железом и алюминием, которые при выветривании могут приобретать яркие цвета.
Доступ к пресной воде для орошения позволяет вести сельское хозяйство в районе водохранилища. На участках с красными и зелёными тонами можно различить поля с центральным орошением и участки с прямыми границами. Оранжево-коричневая контурная линия, проходящая по береговой линии водохранилища, отмечает места, где уровень воды раньше был выше.
#снимки #вода #почва
Цветение фитопланктона в Баренцевом море [ссылка]
Условия нынешнего лета в Баренцевом море благоприятствуют обширному цветению фитопланктона — микроскопических растительноподобных организмов, которые плавают у поверхности моря. Этот безоблачный снимок сделан 9 августа прибором VIIRS спутника NOAA-21.
В здешних прохладных водах обитает множество видов фитопланктона, но молочно-голубой цвет на снимке говорит о том, что в цветении участвуют кокколитофоры — вид планктона, покрытый белым карбонатом кальция. Они цветут, когда воды становятся более теплыми и стратифицированными. Весной и в начале лета, когда воды лучше перемешаны и содержат больше питательных веществ, цветение обычно состоит из диатомовых водорослей — микроскопических водорослей с кремнеземной оболочкой и большим количеством хлорофилла. Диатомовые водоросли на спутниковых снимках в естественных цветах выглядят зелеными.
На снимке также видны клубы дыма от лесных пожаров в Мурманской области.
#снимки #вода
Условия нынешнего лета в Баренцевом море благоприятствуют обширному цветению фитопланктона — микроскопических растительноподобных организмов, которые плавают у поверхности моря. Этот безоблачный снимок сделан 9 августа прибором VIIRS спутника NOAA-21.
В здешних прохладных водах обитает множество видов фитопланктона, но молочно-голубой цвет на снимке говорит о том, что в цветении участвуют кокколитофоры — вид планктона, покрытый белым карбонатом кальция. Они цветут, когда воды становятся более теплыми и стратифицированными. Весной и в начале лета, когда воды лучше перемешаны и содержат больше питательных веществ, цветение обычно состоит из диатомовых водорослей — микроскопических водорослей с кремнеземной оболочкой и большим количеством хлорофилла. Диатомовые водоросли на спутниковых снимках в естественных цветах выглядят зелеными.
На снимке также видны клубы дыма от лесных пожаров в Мурманской области.
#снимки #вода
Песчаные дюны залива Тарпум
Иногда океанские волны и течения создают под водой песчаные дюны. Они формируются из песка, образовавшегося в результате эрозии известняковых коралловых рифов, который под воздействием океанских течений превращается в поразительные подводные образования.
На 📸 снимке, сделанном спутником Sentinel-2 4 мая 2020 года, видны дюны из карбонатного песка на мелководье залива Тарпум (Tarpum Bay), расположенного к юго-западу от острова Элеутера (Eleuthera), входящего в состав Багамских островов.
#снимки #вода
Иногда океанские волны и течения создают под водой песчаные дюны. Они формируются из песка, образовавшегося в результате эрозии известняковых коралловых рифов, который под воздействием океанских течений превращается в поразительные подводные образования.
На 📸 снимке, сделанном спутником Sentinel-2 4 мая 2020 года, видны дюны из карбонатного песка на мелководье залива Тарпум (Tarpum Bay), расположенного к юго-западу от острова Элеутера (Eleuthera), входящего в состав Багамских островов.
#снимки #вода
Цветение водорослей на озере Эри
Цветение водорослей стало неотъемлемым атрибутом летнего отдыха на озере Эри. В нынешнем году цветение сине-зеленых водорослей началось в западной части озера уже 24 июня — самое ранняя дата начала цветения, с тех пор как NOAA стало их отслеживать в 2002 году. Сезон цветения может продлиться до октября, а его продолжительность зависит от частоты ветровых явлений, которые осенью перемешивают воды озера.
На 13 августа 2024 года, когда этот снимок был сделан спутником Landsat 9, цветение покрывало примерно 830 кв. километров поверхности озера. К 22 августа площадь цветущей поверхности достигло сезонного максимума в 1700 кв. километров. Общая площадь озера Эри, включая острова, составляет около 25700 кв. километров.
Цветение фитопланктона чревато последствиями для экосистемы озера, здоровья людей, местной экономики и даже городского водоснабжения. Доминирующий организм в этом цветении, цианобактерия Microcystis, производит токсин микроцистин, который может вызвать повреждение печени, онемение, головокружение и рвоту. Лаборатория NOAA по исследованию окружающей среды Великих озер 12 августа зафиксировала концентрацию токсинов в озере, превышающую рекреационный порог.
По мнению учёных, основным фактором, определяющим межгодовую изменчивость цветения водорослей является поступление питательных веществ из реки Мауми. Кроме того, на масштабы и продолжительность цветения влияют температура воды, перемешивание водной толщи и движение воды. Осадки могут увеличить количество питательных веществ, таких как азот и фосфор, содержащихся в стоках, поступающих в озеро, а более теплая и стратифицированная вода может усилить цветение. В 2024 году цветение последовало за периодом рекордных апрельских осадков и сильной жары.
#снимки #вода
Цветение водорослей стало неотъемлемым атрибутом летнего отдыха на озере Эри. В нынешнем году цветение сине-зеленых водорослей началось в западной части озера уже 24 июня — самое ранняя дата начала цветения, с тех пор как NOAA стало их отслеживать в 2002 году. Сезон цветения может продлиться до октября, а его продолжительность зависит от частоты ветровых явлений, которые осенью перемешивают воды озера.
На 13 августа 2024 года, когда этот снимок был сделан спутником Landsat 9, цветение покрывало примерно 830 кв. километров поверхности озера. К 22 августа площадь цветущей поверхности достигло сезонного максимума в 1700 кв. километров. Общая площадь озера Эри, включая острова, составляет около 25700 кв. километров.
Цветение фитопланктона чревато последствиями для экосистемы озера, здоровья людей, местной экономики и даже городского водоснабжения. Доминирующий организм в этом цветении, цианобактерия Microcystis, производит токсин микроцистин, который может вызвать повреждение печени, онемение, головокружение и рвоту. Лаборатория NOAA по исследованию окружающей среды Великих озер 12 августа зафиксировала концентрацию токсинов в озере, превышающую рекреационный порог.
По мнению учёных, основным фактором, определяющим межгодовую изменчивость цветения водорослей является поступление питательных веществ из реки Мауми. Кроме того, на масштабы и продолжительность цветения влияют температура воды, перемешивание водной толщи и движение воды. Осадки могут увеличить количество питательных веществ, таких как азот и фосфор, содержащихся в стоках, поступающих в озеро, а более теплая и стратифицированная вода может усилить цветение. В 2024 году цветение последовало за периодом рекордных апрельских осадков и сильной жары.
#снимки #вода
Креветочные фермы на реке Гуаяс [ссылка]
Река Гуаяс, протекающая на юге Эквадора, издавна была окружена мангровыми лесами с запутанной сетью речушек и ручьев. Теперь по её берегам появились креветочные фермы.
Спутник Landsat 8 сделал этот снимок 29 августа 2024 года. Изображение представлено в комбинации каналов, которая подчеркивает разницу между прудами креветочных ферм (темно-синий цвет) и окружающей мангровой растительностью (красный цвет). Вверху сцены по обоим берегам реки расположился Гуаякиль — крупнейший город и порт Эквадора, где проживает более 3,1 миллиона человек. К югу от Гуаякиля, среди мангровых лесов, видны прямоугольные креветочные пруды.
Для создания креветочных ферм вырубаются деревья, а болота превращаются в большие пруды. Почти 60% этих прудов расположены на месте бывших мангровых зарослей.
С 1985 по 2014 год площадь, отведенная под выращивание креветок на реке Гуаяс, увеличилась более чем вдвое — с 30 000 до 64 000 гектаров. За тот же период площадь мангровых зарослей сократилась примерно на 20 000 гектаров. С тех пор темпы обезлесения замедлились, а правительство Эквадора создало программу по защите мангровых лесов.
В последние десятилетия индустрия выращивания креветок развивалась стремительно: в 1980 году в мире производилось менее 100 тысяч тонн креветок, а в 2023 году — более 5 миллионов тонн. В том же году Эквадор произвел около 1,5 миллиона тонн креветки Penaeus vannamei, и стал крупнейшим в мире поставщиком этого ракообразного.
#вода #снимки
Река Гуаяс, протекающая на юге Эквадора, издавна была окружена мангровыми лесами с запутанной сетью речушек и ручьев. Теперь по её берегам появились креветочные фермы.
Спутник Landsat 8 сделал этот снимок 29 августа 2024 года. Изображение представлено в комбинации каналов, которая подчеркивает разницу между прудами креветочных ферм (темно-синий цвет) и окружающей мангровой растительностью (красный цвет). Вверху сцены по обоим берегам реки расположился Гуаякиль — крупнейший город и порт Эквадора, где проживает более 3,1 миллиона человек. К югу от Гуаякиля, среди мангровых лесов, видны прямоугольные креветочные пруды.
Для создания креветочных ферм вырубаются деревья, а болота превращаются в большие пруды. Почти 60% этих прудов расположены на месте бывших мангровых зарослей.
С 1985 по 2014 год площадь, отведенная под выращивание креветок на реке Гуаяс, увеличилась более чем вдвое — с 30 000 до 64 000 гектаров. За тот же период площадь мангровых зарослей сократилась примерно на 20 000 гектаров. С тех пор темпы обезлесения замедлились, а правительство Эквадора создало программу по защите мангровых лесов.
В последние десятилетия индустрия выращивания креветок развивалась стремительно: в 1980 году в мире производилось менее 100 тысяч тонн креветок, а в 2023 году — более 5 миллионов тонн. В том же году Эквадор произвел около 1,5 миллиона тонн креветки Penaeus vannamei, и стал крупнейшим в мире поставщиком этого ракообразного.
#вода #снимки
”Хелен” мутит воду
Ветер и волны урагана “Хелен” подняли осадочные породы с морского дна в мелководных районах у побережья Флориды (США). Свет отражается от этих мелких частиц и вода кажется ярко-синей и голубой. Штормовые нагоны, разливы рек и ливневые паводки привели к тому, что стоки размыли поверхность суши и унесли в океан еще больше частиц, добавив воде оттенки зеленого.
📸 Снимок сделан прибором VIIRS спутника NOAA-21 29 сентября 2024 года.
#снимки #вода
Ветер и волны урагана “Хелен” подняли осадочные породы с морского дна в мелководных районах у побережья Флориды (США). Свет отражается от этих мелких частиц и вода кажется ярко-синей и голубой. Штормовые нагоны, разливы рек и ливневые паводки привели к тому, что стоки размыли поверхность суши и унесли в океан еще больше частиц, добавив воде оттенки зеленого.
📸 Снимок сделан прибором VIIRS спутника NOAA-21 29 сентября 2024 года.
#снимки #вода
Меандры Ирравади
Ирравади (Irrawaddy) — крупнейшая водная артерия Бирмы (Мьянмы), длиной более 2170 километров. Река берет начало в северной части страны и течет на юг до впадения в Андаманское море. Осадки в воде придают реке непрозрачный, светло-коричневый цвет, за исключением короткого светло-зеленого участка возле населенного пункта Елегале (Yelegale).
Темно-зеленая растительность окаймляет берега старых русел Ирравади. Эти русла особенно заметны в правой верхней части снимка. В пойме реки видны следы сельскохозяйственного производства. Это район называют “рисовой чашей” Бирмы. Снимок сделан в декабре, в период сбора урожая.
📸 Снимок с МКС (ISS070-E-42458, 16 декабря 2023 года).
#снимки #вода #сельхоз
Ирравади (Irrawaddy) — крупнейшая водная артерия Бирмы (Мьянмы), длиной более 2170 километров. Река берет начало в северной части страны и течет на юг до впадения в Андаманское море. Осадки в воде придают реке непрозрачный, светло-коричневый цвет, за исключением короткого светло-зеленого участка возле населенного пункта Елегале (Yelegale).
Темно-зеленая растительность окаймляет берега старых русел Ирравади. Эти русла особенно заметны в правой верхней части снимка. В пойме реки видны следы сельскохозяйственного производства. Это район называют “рисовой чашей” Бирмы. Снимок сделан в декабре, в период сбора урожая.
📸 Снимок с МКС (ISS070-E-42458, 16 декабря 2023 года).
#снимки #вода #сельхоз
Независимо от количества зимнего льда, воды у побережья Чукотки и Аляски оживают каждую весну благодаря цветению фитопланктона. Цветение образует поразительные узоры из голубой и зеленой морской воды, такие, как на 📸 снимке Чукотского моря, сделанном 18 июня 2018 года спутником Landsat 8.
Из Берингова пролива в южную часть Чукотского моря вытекают две основные водные массы. Одна из них, известная как “воды Берингова моря”, — прохладная, соленая и богатая питательными веществами. Эти воды способствуют росту фитопланктона, особенно диатомовых водорослей. Вторая масса морской воды известна как “прибрежные воды Аляски”. Она более теплая, менее соленая и бедная питательными веществами. Численность диатомов в таких водах обычно ниже, но здесь хорошо себя чувствует другой вид водорослей — кокколитофоры. Они и придают воде молочно-бирюзовый оттенок.
#снимки #вода
Из Берингова пролива в южную часть Чукотского моря вытекают две основные водные массы. Одна из них, известная как “воды Берингова моря”, — прохладная, соленая и богатая питательными веществами. Эти воды способствуют росту фитопланктона, особенно диатомовых водорослей. Вторая масса морской воды известна как “прибрежные воды Аляски”. Она более теплая, менее соленая и бедная питательными веществами. Численность диатомов в таких водах обычно ниже, но здесь хорошо себя чувствует другой вид водорослей — кокколитофоры. Они и придают воде молочно-бирюзовый оттенок.
#снимки #вода
Батиметрия по снимкам Landsat
Ученые из Геологической службы США разработали новый способ измерения глубины океана (батиметрии) в мелководных прибрежных зонах по снимкам спутников Landsat.
На мелководье солнечный свет проникает в воду и отражается от морского дна. Это позволяет ученым соотнести “увиденный” спутником отраженный свет с глубиной воды. Сложность спутниковой батиметрии обусловлена тем, что измеренное излучение является результатом сложного взаимодействия физических факторов, в основном, оптических свойств воды, отражательной способности дна и глубины. Расчеты довольно просты для прозрачной воды и чистого дна, но становятся гораздо сложнее, если свет, например, взаимодействует с планктоном в толще воды или с покрытым травой морским дном.
Физическое моделирование оптически доминирующих компонентов, таких как растворенное в воде органическое вещество, фитопланктон и взвешенные частицы, позволили ученым инвертировать коэффициенты ослабления воды и получить метод определения глубины, работающий без внешней калибровки (хотя его можно уточнить, включив батиметрические измерения из других источников). Компромисс заключается в том, что модель учитывает оптические свойства обычных компонентов океана, таких как фитопланктон и взвешенные частицы в толще воды, а также трава или песок на морском дне. Но если присутствуют необычные компоненты, такие как цветение определенного вида фитопланктона или редкий вид темного вулканического морского дна, точность модели снижается.
В прозрачной воде удалось составить карту глубин, превышающих 20 метров, что гораздо глубже, чем ожидали ученые.
📸 Карты вы сами посмотрите в статье, а мы покажем снимок коралловых рифов Флорида-Кис (Florida Keys), которые послужили одним из тестовых участков данного исследования. Снимок сделан 22 февраля 2024 года спутником Landsat 8 (естественные цвета).
📖 Kim, M., Danielson, J., Storlazzi, C., & Park, S. (2024). Physics-Based Satellite-Derived Bathymetry (SDB) Using Landsat OLI Images. Remote Sensing, 16(5), 843. https://doi.org/10.3390/rs16050843
#вода #снимки #океан
Ученые из Геологической службы США разработали новый способ измерения глубины океана (батиметрии) в мелководных прибрежных зонах по снимкам спутников Landsat.
На мелководье солнечный свет проникает в воду и отражается от морского дна. Это позволяет ученым соотнести “увиденный” спутником отраженный свет с глубиной воды. Сложность спутниковой батиметрии обусловлена тем, что измеренное излучение является результатом сложного взаимодействия физических факторов, в основном, оптических свойств воды, отражательной способности дна и глубины. Расчеты довольно просты для прозрачной воды и чистого дна, но становятся гораздо сложнее, если свет, например, взаимодействует с планктоном в толще воды или с покрытым травой морским дном.
Физическое моделирование оптически доминирующих компонентов, таких как растворенное в воде органическое вещество, фитопланктон и взвешенные частицы, позволили ученым инвертировать коэффициенты ослабления воды и получить метод определения глубины, работающий без внешней калибровки (хотя его можно уточнить, включив батиметрические измерения из других источников). Компромисс заключается в том, что модель учитывает оптические свойства обычных компонентов океана, таких как фитопланктон и взвешенные частицы в толще воды, а также трава или песок на морском дне. Но если присутствуют необычные компоненты, такие как цветение определенного вида фитопланктона или редкий вид темного вулканического морского дна, точность модели снижается.
В прозрачной воде удалось составить карту глубин, превышающих 20 метров, что гораздо глубже, чем ожидали ученые.
📸 Карты вы сами посмотрите в статье, а мы покажем снимок коралловых рифов Флорида-Кис (Florida Keys), которые послужили одним из тестовых участков данного исследования. Снимок сделан 22 февраля 2024 года спутником Landsat 8 (естественные цвета).
📖 Kim, M., Danielson, J., Storlazzi, C., & Park, S. (2024). Physics-Based Satellite-Derived Bathymetry (SDB) Using Landsat OLI Images. Remote Sensing, 16(5), 843. https://doi.org/10.3390/rs16050843
#вода #снимки #океан