Российские ученые провели масштабное исследование температурного режима озера Байкал, объединив данные многолетних спутниковых наблюдений и результаты натурных измерений с научно-исследовательских судов. Специалисты из Новосибирска и Иркутска выяснили, что поверхностный слой воды в озере продолжает нагреваться, причем наиболее интенсивные процессы потепления зафиксированы в центральной и северной частях водоема. Работа выполнена сотрудниками Федерального исследовательского центра информационных и вычислительных технологий, Лимнологического института СО РАН, Новосибирского госуниверситета и Института динамики систем и теории управления имени В.М. Матросова СО РАН.
Температура поверхности воды выступает одним из ключевых показателей состояния экосистемы, влияющим на биологические и химические процессы, а также на взаимодействие водоема с атмосферой. Учитывая огромную теплоемкость Байкала, его температурный режим служит важным индикатором климатических изменений в регионе. Для мониторинга таких обширных акваторий незаменимым инструментом является дистанционное зондирование Земли, однако данные из космоса требуют обязательной проверки на точность. Чтобы подтвердить достоверность спутниковой информации, авторы работы использовали уникальный массив данных, полученных в ходе 16 экспедиций Лимнологического института в период с 2021 по 2024 год.
В рамках исследования проводилась валидация, то есть проверка точности, продуктов температурных данных, полученных со спутников серий Landsat и аппаратов Terra и Aqua, оснащенных спектрорадиометрами MODIS. Сравнение показало, что наивысшую точность обеспечивают данные Landsat благодаря их высокому пространственному разрешению: расхождение с судовыми замерами составило в среднем всего –0,14 °C. Данные MODIS, хотя и имеют небольшие систематические сдвиги, ценны своей частотой — съемка производится ежедневно, что позволяет оперативно отслеживать динамику. Исследователи подтвердили, что после необходимой корректировки оба типа спутниковых данных пригодны для построения точных климатических моделей.
Анализ многолетних рядов наблюдений позволил выявить устойчивый тренд на повышение температуры поверхностного слоя озера в период открытой воды — с июня по ноябрь. Скорость потепления варьируется в зависимости от используемого метода оценки и периода наблюдений, составляя от 0,066 до 0,095 °C в год. Эти значения статистически значимы и указывают на продолжающуюся трансформацию термического режима озера. Максимальные темпы роста температуры приходятся на июль и август, когда вода прогревается сильнее всего из-за слабой ветровой активности и высокой прозрачности атмосферы.
Примечательно, что потепление происходит неравномерно по акватории озера. Ученые обнаружили закономерность: скорость роста температуры увеличивается в направлении с юга на север. В Северном Байкале вода нагревается быстрее, что объясняется особенностями местного микроклимата, в частности, пониженной ветровой активностью и условиями теплообмена в водной толще. Полученные результаты согласуются с общей тенденцией ускоренного потепления, наблюдаемой в северных регионах России.
Результаты работы имеют важное значение для понимания реакции экосистемы Байкала на глобальное изменение климата. Непрерывный мониторинг, сочетающий точные судовые измерения и оперативные спутниковые данные, необходим для прогнозирования дальнейших изменений в гидродинамике и биологии уникального озера. Исследование выполнено при поддержке гранта Министерства науки и высшего образования РФ в рамках крупного научного проекта по изучению Байкальской природной территории.
