Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2022
Идентификатор DOI: 10.25743/ICT.2022.27.3.003
Ключевые слова: disturbed soils, heat transfer, numerical simulation, thermal imaging, remote sensing data, seasonally thawed layer, нарушенные почвы, теплообмен, численное моделирование, тепловая съемка, дистанционные данные, сезонно-талый слой
Аннотация: Обсуждаются результаты мониторинга и моделирования состояния почв в нарушенных экосистемах мерзлотной зоны Сибири под влиянием естественных и техногенных факторов. Исследования выполнены на основе анализа многолетних спутниковых данных и численного моделирования процессов теплопереноса и фазовых переходов в почвенном профиле с привПоказать полностьюязкой к наземным обследованиям. Приводятся оценки изменения состояния сезонно-талого слоя в нарушенных почвах при изменении теплозащитных свойств поверхности. Выявлены пределы вариации, а также тренды многолетней динамики тепловых аномалий поверхности для территорий после воздействия различных деструктивных факторов. Получены прогностические оценки характерного времени восстановления теплового режима почв в результате восстановительной сукцессии с учетом характера деструктивного воздействия. The article discusses the results of monitoring and modelling the thermal state of soils in Siberian permafrost ecosystems disturbed by natural or technogenic factors. In the study, we used long- term satellite data and numerical simulation techniques for evaluating heat transfer and a variety of water/ice phase boundaries in the soil profile with reference to ground-based measurements. We simulated the state of the seasonally thawed layer of disturbed soils when thermal insulation properties of the surface decreases. Also, we estimated the limits of variation and the trends in the dynamics of surface thermal anomalies in disturbed plots depending on impact factors. According to remote sensing, the thermal insulation properties of the vegetation cover restore within 20 years after fire impact. During that time, the relative temperature anomaly reaches the level of background values. In post-technogenic plots, conditions are more “contrast” compared to the background which lead to significantly longer period to restoration of the thermal regime (up to 60-80 years). The data from field observations and numerical simulation revealed positive temperature anomaly within soil profile in the disturbed areas that lasts for the whole year. Its presence in winter is caused by the decrease of thermal insulation properties of the organogenic soil layers. The presence of transition regions due to horizontal heat transfer in soils (with a characteristic size of ~5.5 m) was observed. In our opinion, areas of rapid recovery successions can form along the boundaries of disturbed areas. This actualizes further study of their properties.
Журнал: Вычислительные технологии
Выпуск журнала: Т. 27, № 3
Номера страниц: 16-35
ISSN журнала: 15607534
Место издания: Новосибирск
Издатель: Федеральный исследовательский центр информационных и вычислительных технологий