Третья всероссийская открытая конференция
«Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 14-17 ноября 2005 г.
Сборник тезисов конференции
Дистанционное зондирование Земли как основа методики краткосрочного прогноза скоплений рыбных ресурсов
Станичный С.В., Зацапанова Е.А.
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Эффективность эксплуатации сырьевых ресурсов и добывающего флота в традиционных промысловых районах в большой степени зависит от правильной организации самого промысла. Его рациональное планирование обеспечивает оптимальный вылов и минимальную себестоимость морепродуктов.
Определение устойчивых связей океанологических параметров и биомассы рыбных скоплений относится к числу наиболее сложных и нерешенных в настоящее время проблем. Это связано с тем, что рыбные скопления и элементы океанологической структуры обладают относительно большой пространственной и временной изменчивостью. В условиях изменчивости морской среды биологическое состояние рыб может изменяться в течение нескольких суток; соответственно изменяются поведение, размеры, состав, плотность, распределение и биомасса скоплений.
Для составления прогноза скоплений рыбы и понимания сложившейся промысловой обстановки, необходимо хорошо изучить особенности ее поведения в различных условиях. Несмотря на значительные достижения в области разведки рыбных скоплений, здесь существует целый ряд достаточно сложных научных проблем, относящихся к учету региональных особенностей исследуемых акваторий, математической, в том числе статистической, обработке спутниковых данных, учету термодинамических и физико-биологических особенностей морской среды при решении подобных проблем.
Регулярные спутниковые измерения поверхностной температуры и развитие математических методов их обработки для выявления устойчивых температурных аномалий на морской поверхности позволяют определить потенциальные места скопления рыбы и могут быть использованы как основание для прогнозных расчетов в интересах океанологической рыбопромысловой разведки. Учитывая чрезвычайно высокую стоимость непосредственных морских изысканий, использование спутниковых измерений такого типа обеспечивает значительные экономические перспективы, при этом они являются доступными.
Как уже было сказано выше, наиболее сложной и малорешенной проблемой является определение устойчивых связей океанологических параметров и биомассы рыбных скоплений. Морская вода представляет собой мультисистемную структуру, состоящую из множества различных по оптическим свойствам структур. Необходимо более детальное изучение свойств морской воды под призмой воздействия на рыбопромысловые скопления. Со своей стороны, на скопление рыбы в Черном море оказывают такие параметры, как скорость течения, волновая деятельность и пр., что в данной работе не рассматривалось. Морская вода - весьма динамическая система, меняющаяся ежесекундно. В течение нескольких суток вся промысловая ситуация района может координально измениться. Эти изменения необходимо вовремя выявить и оперативно сориентировать добывающие суда.
Настоящее исследование проводилось применительно к Северо-Западному шельфу Черного моря (СЗЧМ), хотя такие методы могут быть использованы в различных районах Мирового океана.
Основная цель работы заключалась в подготовке методики комплексного использования спутниковых измерений температуры, концентрации хлорофилла и яркости поверхностного слоя водной среды Черного моря (по данным сканеров AVHRR и SeaWiFS), а также значений их дисперсий, для выработки краткосрочных прогнозов скопления рыбных ресурсов.
Известно, что основными поисковыми признаками являются температура и цвет моря. Для анализа взаимосвязи рыбных скоплений с параметрами морской среды были использованы синхронные данные вылова шпрота в Северо-Западной части моря с соответствующими спутниковыми измерениями.
Исследование проводилось по данным дистанционного зондирования за 2000 год, предоставленным Морским Гидрофизическим институтом НАН Украины (г.Севастополь). Данные об уловах пересчитывались в относительные единицы: улов на усилие (единицу времени). Все промысловые ситуации, сложившиеся за исследуемый период были проанализированы и условно разделены на две группы: 1. Влияние типов водных масс на скопления рыбы. 2. Влияние динамических процессов в водах моря на скопление рыбы. Чтоб иметь возможность сравнивать анализируемые параметры в различные сезоны года, нами была просчитана их дисперсия. Плотность уловов (кг/мин) сопоставлялась со следующими показателями: оптической яркостью морской поверхности, концентрацией хлорофилла, температурой, и их дисперсиями. Строились графики зависимости.
Анализ материалов ДЗЗ позволил выявить факторы, влияющие на перераспределение биомассы рыбы. Четкие зависимости концентрации рыбы отмечены в зонах наибольших градиентов анализируемых параметров (температуры, концентрации хлорофилла и оптической яркости воды). Подробный анализ изображений показал, что, в основном, места уловов соответствовали фронтальным зонам, формируемыми вихревыми образованиями или апвеллингами. Прослеживается большое влияние на перераспределение биомассы черноморского шпрота происхождение водных масс: наибольшие концентрации встречались в шельфовых и апвеллинговых водах, достаточно хорошо различаемых на космических снимках.
Школа молодых ученых 287