Международная космическая станция - экологический патруль.
Роль пилотируемых космических кораблей и орбитальных станций в изучении глобальных изменений Земли

На главную страницу семинара

Тема 3      Оценка возможностей изучения глобальных изменений Земли и динамики отдельных объектов по старым и современным снимкам с пилотируемых орбитальных станций

3.1. Высыхающие и умирающие озера

Мировое сообщество озабочено проблемами высыхающих и умирающих внутренних водоемов - морей и озер, а таких на Земле немало. Существует проект ЮНЕСКО 'Виртуальные лаборатории по проблемам высыхающих морей Африки, Ближнего Востока и Центральной Азии', посвященный спасению трех наиболее крупных исчезающих морей-озер: Аральского, Мертвого и Чад. Основной причиной их деградации является рост водопотребления в регионах, связанного с увеличением численности населения и его хозяйственной деятельностью. Высыхание этих водоемов отнесено ООН к разряду экологических катастроф глобального масштаба, которые оказывают негативное воздействие на уровень жизни людей, социально-экономическое развитие регионов и являются дестабилизирующим фактором функционирования природных систем.

На старых и современных снимках из космоса такие озера хорошо выделяются и можно проследить изменения их состояния.

Наиболее крупное из ныне умирающих бессточных озер - Аральское море, отображению этой проблемы на космических снимках посвящена часть нашего занятия.

Аральское море

Одна из крупных экологических катастроф нашего времени произошла в Приаралье и связана с падением уровня Аральского моря.

Площадь Аральского моря до падения его уровня, в 60-х годах ХХ века, составляла 68,32 тыс.кв.км, в том числе 66,09 тыс.кв.км - площадь водного зеркала и 2,23 тыс.кв.км - площадь островов. Максимальная глубина моря была 69 м, а объем водной массы составлял около 1066 куб.км.
Хозяйственное использование Арала было связано в первую очередь с рыбным промыслом. Уловы достигали 400-500 тыс. центнеров.
По морю осуществлялось судоходство.
В дельтах Амударьи и Сырдарьи добывалось свыше 1 млн. шкурок ондатры и заготавливался тростник, используемый в качестве строительного материала и на корм скоту.
Море оказывало благотворное влияние на климат прибрежных районов, уровень грунтовых вод на побережье, степень увлажненности дельт, процессы регионального солепереноса.

		Как и другие водоемы, Арал испытывает колебания уровня, обусловленные климатическими, геоморфологическими, тектоническими факторами, а в последние тысячелетия - и хозяйственной деятельностью человека. В частности, такие изменения были связаны с разрушением ирригационных сооружений в 70-80-х годах XIV в. при завоевании Хорезма Тимуром. Колебания уровня Арала происходили и в последнее время, но их амплитуда за последние 200 лет не превышала 4 м, а в первой половине прошлого столетия 1 м. В 50-х годах ХХ столетия экологическая обстановка в регионе была достаточно стабильной. С начала 1960-х гг. поступление речного стока к Аралу стало быстро сокращаться из-за ряда причин, главная из которых - изъятие стока Амударьи и Сырдарьи на орошение. Площадь орошаемых земель во второй половине ХХ века возросла почти в 2 раза и составила около 6 млн га, увеличилась и интенсивность самого орошения. Важную роль сыграли дополнительные потери воды на испарение с поверхности многочисленных водохранилищ, построенных в бассейнах Амударьи и Сырдарьи. Если в период с 1911 по 1960 г. из 120 куб.км речных вод, формирующихся в областях питания, достигало Арала в среднем 56 куб.км в год, то в середине 70-х годов в результате разбора воды приток в Арал снизился до 7-11 куб.км, а в 80-х годах ряд лет приток речных вод в Арал практически отсутствовал. Сокращение стока привело к существенному уменьшению площади озер в дельтах Амударьи и Сырдарьи. Уровень Аральского моря упал с 53 м в 1960 г. до 40,З м в 1987 г., площадь моря уменьшилась с 67 до 41 тыс.кв.км, а объем - с 1064 до 404 куб.км. Эти изменения зафиксированы на приведенном космическом снимке 1975 г. и карте, составленной Казахским аэрогеодезическим предприятием по материалам космических съемок 1977, 1984, 1989 гг. За эти годы береговая линия отступила на восточном побережье до 70-80 км, здесь причленились к суше острова Акпеткинского архипелага и исчез своеобразный аральский тип берегов; произошло отчленение северной части водоема - Малого моря; сильно изменилась конфигурация береговой линии южного побережья, где исчезли залив Аджибай и полуостров Тигровый хвост, а залив Джилтырбас превратился в озеро; обнажились обширные отмели вокруг островов Возрождения.   Космический снимок, сделанный экипажем 5-ой экспедиции МКС в июне 2002 г., показывает дальнейшее сокращение площади моря, соединение бывших островов Возрождения, Лазарева и др., увеличение площади отмели вокруг них, расчленение единого водоема на части. Кроме того, можно заметить полное отсутствие стока в море из Амударьи в этот период.

Поскольку Аральское море оказывает влияние на природу и хозяйство обширного региона, то эти изменения имеют серьезные последствия. Соленость морских вод возросла с 10 до 24, а в последние годы - до 28-30%о. По данным прибрежных метеостанций на 2-3% уменьшилась среднегодовая относительная влажность воздуха, значительно (в 4-5 раз) увеличилась повторяемость засушливых дней.

В результате снижения влажности воздуха усилилась континентальность климата. Значительно увеличилось число дней с пыльными бурями и пыльными поземками. Как показал анализ материалов регулярной космической съемки, наиболее мощные очаги выноса расположены между устьем Сырдарьи и бывшим островом Уялы на восточном побережье.
Увеличился ветровой вынос солей с осушенного дна Арала. Увеличение солевого выноса в атмосферу сказалось на минерализации атмосферных осадков. Это приводит к увеличению минерализации речных вод, а накопление пыли на листьях растений - к снижению биологической продуктивности растительности.

На осушенном дне Аральского моря формируются новые природные комплексы, проходя последовательно этапы засоления и рассоления, формирования литогенной основы и биотического освоения. На окружающих бывшее дно территориях подъем уровня грунтовых вод и их испарение вызывают интенсивное вторичное засоление почв. Происходит опустынивание почв, в них снижается количество гумуса, ухудшаются водно-физические свойства. Такие изменения природной среды неизбежно сказываются на состоянии животного и растительного мира.
Из-за увеличения солености морских вод и обсыхания нерестилищ значительно изменилась фауна Аральского моря. В связи с осушением дельты Сырдарьи стаи водоплавающих птиц мигрировали из низовьев Сырдарьи на озера Тургая. Уменьшилось разнообразие обитающих в Приаралье млекопитающих.
Избыточное применение удобрений и гербицидов на орошаемых землях усугубляет проблему химического загрязнения региона. В результате сброса дренажных вод в реки резко ухудшилось качество речных вод и, соответственно, питьевого водоснабжения. Результатом является рост заболеваемости населения и детской смертности.

Таким образом, ошибки в выборе стратегии хозяйственного развития региона привели к аральскому кризису, проявившемуся в резком снижении качества природной среды, деградации экосистем и их отдельных компонентов в Аральском бассейне, ухудшении состояния здоровья населения, снижении эффективности народного хозяйства, росте социальной напряженности, а также в стремительном усыхании Аральского моря, повышении его солености и деградации существовавшей ранее его целостной солоноватоводной экосистемы.

Наверх

На главную страницу семинара

Использование регулярных съемок из космоса позволяет прослеживать сезонные изменения Аральского моря. Важно подчеркнуть, что учет сезонной динамики важен при изучении многолетних изменений береговой линии Арала. Например, сравнение двух обзорных снимков, полученных 5 экспедицией МКС в июне и августе 2002 г., позволяет наблюдать изменения в широкой полосе бывшего морского дна. В его восточной части образовались обширные засоленные территории. Состояние территории меняется с просыханием после зимне-весенннего увлажнения. С изменением увлажнения связан режим засоления. По мере высыхания образуется солевая корка: на июньском снимке солевая корка (имеющая наиболее светлый тон изображения) еще слабо выражена из-за более увлажненного состояния, в то время как на августовском снимке можно заметить яркие белые полосы в восточной и южной части побережья. Следует обратить внимание и на наличие стока из Амударьи в августе, который объясняется в частности сбросом вод в связи с завершением периода орошения.

				Предлагаем проследить по детальным снимкам с МКС, приведенным ниже, как изменяется в пределах короткого отрезка времени изображение береговой линии на одном из участков северной части Аральского моря, когда одни и те же территории то высыхают, то вновь оказываются покрытыми водой. Среди основных причин этих изменений - действие дамбы, построенной в протоке на месте пролива Берга между Малым и Большим морями.

Научные работники, общественность, международные организации, комитеты и центры, созданные для поиска путей выхода из кризиса, считают необходимым введение жестких мер по водосбережению, в числе которых - реконструкция оросительных систем, снижение оросительных норм, вывод из орошения непродуктивных земель, внедрение современных методов полива и систем управления водным хозяйством, а также уменьшение орошаемых площадей под наиболее водоемкими культурами. Это позволило бы высвободить 35-50 куб. км воды в год, то есть то количество, которое необходимо для сохранения Аральского моря как целостной продуктивной экосистемы.

Контроль за проведением этих мероприятий и их эффективностью требует применения космической информации и организации системы регулярного мониторинга на ее основе.

Главами государств Центральной Азии в 1993 году создан Международный фонд спасения Арала. В 2002 году разработана 'Программа конкретных действий по улучшению экологической и социально-экономической обстановки в бассейне Аральского моря на период 2003-2010 гг.', принятая в 2002 г. в Душанбе при содействии ООН. Казахстан при поддержке Мирового банка представил масштабный план возвращения к жизни части высыхающего Аральского моря.

Хочется надеяться, что международные усилия будут не напрасными и вместо полного исчезновения Аральского моря к 2010 году, мы сможем зафиксировать на снимках, полученных космонавтами, увеличение площади его водной поверхности.

Подробнее об Аральской катастрофе на основе космических снимков:
Кравцова В.И., Лурье И.К., Мудря Т.М. Космический мониторинг усыхания Арала // Геодезия и картография. 2002. ?10. С.46-53.
Михайлов В.Н. Почему обмелело Аральское море // СОРОСОВСКИЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ЖУРНАЛ.-1999.-N 2.-С.85-90 (Acrobat .pdf)
ОЦЕНКА И КАРТИРОВАНИЕ ОПУСТЫНИВАНИЯ В РЕГИОНЕ АРАЛЬСКОГО МОРЯ - http://soilinst.msu.ru/publ/2/textru.html

Глобальная экологическая катастрофа Аральского моря широко известна, однако в прошедшем столетии исчезло не одно озеро.

Наверх

Озеро Оуэнс, Калифорния, США

В конце XIX века озеро Оуэнс было одним из крупнейших естественных водоемов Калифорнии с площадью водной поверхности около 300 кв.км. Это бессточное озеро, окруженное горами Сьерра-Невады, имело основным источником питания сезонные снежно-ледниковые воды окрестных гор Восточной Сьерры. В 1913 году было начато строительство акведука, отводящего воду р. Оуэнс к стремительно растущему городу Лос-Анжелес. Лишившись основного источника питания, озеро Оуэнс практически полностью исчезло к середине 20-х гг. ХХ века, обнажив более 150 кв.км сухого дна, покрытого соляной коркой. В последующие годы при выпадении обильных осадков часть озера изредка наполнялась водой, что, например, можно заметить на снимке, полученном в июне 1971 г. с 'Салюта-1'. Однако, такие периоды бывают очень непродолжительными в связи с огромной интенсивностью испарения в этом районе. Большую часть года песчано-солевая поверхность открыта ветрам и служит источником сильнейших пыльных бурь. Согласно существующим американским нормам воздух в долине опасен для жизни людей. В 1991 году правительство обязало Лос-Анджелес наполнить бывшее озеро водой и к 2006 году довести чистоту воздуха до общенациональных стандартов.

О некоторых других высыхающих озерах:

Проблема сокращения озера Чад, находящегося в Западной Африке на территории четырех государств: http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/NewImages/images.php3?img_id=4714, http://www.gsfc.nasa.gov/topstory/20010227lakechad.html, представленная на серии космических снимков.
Сокращение Большого Соленого озера (США, штат Юта): http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/NewImages/images.php3?img_id=15366.
Сокращающееся озеро Чапала в Мексике http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/NewImages/images.php3?img_id=16298

Наверх

К 3 теме семинара     |     На главную страницу семинара

Интернет-семинары