ИСТИНА

Для столь крупных территорий, как Россия, спутниковая гравиметрия представляет важный канал получения гидрологической информации. Анализ отечественной и зарубежной научно-технической литературы по тематике проекта показал широкие возможности использования гравиметрических данных для глобального мониторинга за изменением запасов воды в месячных интервалах и с пространственным разрешением от уровня крупных речных бассейнов (>200 000 км2) до континентов. В рамках проекта разработана оригинальная методика обработки и сопоставления дистанционной (гравиметрической) и наземной информации (метод многоканального сингулярного анализа МССА). Измерения гравитационного поля со спутника методом МССА раскладываются по эмпирическим ортогональным функциям, позволяя отфильтровать их и оставить полезный сигнал, связанный с перераспределением вод суши и океана. Исследования показали, что месячные изменения гравитационного поля Земли на суше в значительной степени могут быть отнесены движению водных масс внутри континентальной части гидрологического цикла. В данном исследовании ежемесячные данные по гравитационному полю со спутников GRACE были обработаны МССА, переведены в карты эквивалентного уровня воды и осреднены в пределах бассейнов крупнейших рек России. Для целого ряда речных бассейнов дана оценка точности данных GRACE, получаемых из различных мировых центров обработки дистанционных данных. Показано, что точность данных GRACE позволяет их успешно применять для анализа водного баланса средних и крупных речных водосборов, выбор центра обработки данных существенной роли не играет. Реки Европейской территории и Сибири различаются по амплитуде сезонных колебаний масс воды и направленности трендов общих влагозапасов. Для рек России в целом характерен возрастающий тренд, обусловленный изменением влагозапасов в первую очередь сибирских рек. Полученные и обработанные гравиметрические данные позволяют оценить сезонный и многолетний ход запасов влаги в бассейнах рек, выделить экстремальные гидрологические ситуации (например, значительное снегонакопление весной 2013 г. на Европейской территории России, маловодье 2010 и 2014 г. в бассейне Волги и др.; наводнение на Амуре и предшествующие ему высокие запасы воды в бассейне реки после весеннего половодья). Кроме того, можно определить аномалии влагозапасов по отношению к заданному среднему значению. Для сравнения дистанционных и наземных данных в работе использовалась информация по среднемесячным расходам воды по 416 гидрометрическим створам европейской территории России, среднемесячным осадкам и дефициту влажности воздуха по 704 метеорологическим станциям (1956 – 2014 гг.), запасам воды в снежном покрове по данным снегомерных съемок, значения испаряемости, рассчитанные по дефициту влажности, данные GRACE усредненные по трем центрам обработки (GFZ, JPL, CSR). На основе собранных данных проанализирована динамика основных гидрометеорологических элементов (температуры воздуха и осадков за год и отдельные сезоны, речного стока). Предварительный анализ показывает, что дистанционная информация хорошо согласуется с данными гидрологических моделей и натурными измерениями величины речного стока для отдельных периодов времени. Например, увеличение масс, наблюдаемое с GRACE в зимние месяцы, в основном связано со снегонакоплением. В рамках исследований по данному проекту получены высокие коэффициенты корреляции месячных величин аномалий влагозапаса по GRACE и запаса воды в снежном покрове как для крупных речных бассейнов севера ЕТР, так и отдельных пунктов снегомерных съемок. Дистанционные данные могут быть использованы как для определения характеристик снежного покрова в труднодоступных арктических районах, так и в будущем для прогнозов объёма стока весеннего половодья.