Международная
космическая станция -
экологический патруль.
Роль
пилотируемых космических кораблей и
орбитальных станций в
изучении глобальных изменений
Земли
Тема 1
Исследования с пилотируемых
космических кораблей и орбитальных станций - исторический экскурс
Первые
эксперименты по многозональной
космической фотосъемке
'Союз-12', 'Союз-13'
|
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ
О КОРАБЛЯХ |
Союз-12
|
Союз-13
|
|
Дата и время старта
(всемирное время) |
12ч.18м. 27.09.1973 |
11ч.55м. 18.12.1973 |
|
Начальные
параметры орбиты:
- наклонение орбиты (градусы)
- период обращения (минуты)
- перигей (км)
- апогей (км) |
51.61
88.64
193
248.6 |
51.6
88.86
193.3
272.7
|
|
Дата и время
посадки (всемирное время) |
11ч.33м. 29.09.1973 |
08ч.50м. 26.12.1973 |
|
Продолжительность
полета |
1с.23ч.15м. |
7с.20ч.55м. |
|
Количество витков
вокруг Земли |
31 |
127 |
Фотографический
эксперимент по многозональной
фотографической съемке с
космических кораблей 'Союз-12'
и 'Союз-13' был подготовлен при
участии Института
космических исследований АН СССР и
географического факультета МГУ
им. М.В. Ломоносова.
Многозональная
съемка земной поверхности
осуществлялась фотоаппаратом
ЛКСА-3. Это
небольшая ручная девятиобъективная
трехканальная камера с фокусным
расстоянием 43,5 мм и форматом кадра
24×32 мм. Фотоаппарат
ЛКСА-3
предназначался для выполнения
синхронной съемки на три различных
по спектральной чувствительности
пленки. Каждый фильмовый канал
обслуживался одновременно тремя
объективами, на которых были укреплены
селективные светофильтры, так, что
получаемый при съемке негатив
состоял из трех одновременно
экспонированных кадров.
Съемка была выполнена 28 сентября 1973
г. с высоты 350 км. В процессе работы отказала кассета третьего
канала фотоаппарата, поэтому выполнена
6-зональная съемка.
Лабораторная обработка полученных
фильмов проводилась после изучения
реальных условий съемки
(фактическое состояние погоды,
характер снятой местности,
условия ее освещения) и
предварительной обработки
отрезков фильмов. В результате
химико-фотографической обработки
трех многозональных фильмов было
получено более 80 кадров в 6
спектральных диапазонах.
 |
Комплект
зональных снимков на
территорию песчаных пустынь
юго-востока Ливии, Оазис Куфра |
 |
Комплект
зональных снимков на участок
восточного побережья Каспия с
Мангышлакским заливом и полуостровом Тюб-Караган
На снимках в 1 (580
нм), 2 (660 нм), 3 (680 нм) и 6 (640 нм)
зонах хорошо видны светлые
пятна солончаков и солонцов.
Больше всего тоновых различий,
отражающих различную степень
засоления, можно выделить в 3
зоне: чем светлее тон
изображения, тем больше
степень засоления. Участки,
сохраняющие светлый тон
изображения во всех шести
зонах, - это выходы соли на
поверхность, а участки, светлый
тон изображения которых в 4
зоне меняется на серый, - это
незакрепленные светлые
барханные пески.
|
Съемкой с 'Союза-12'
охвачены обширные территории -
песчаные, щебнистые и глинистые
пустыни северо-восточной Африки с
древними останцовыми горными
массивами и бессточными
солончаковыми котловинами, горные
хребты Малой Азии с полупустынными,
степными и лесными горными
ландшафтами, вулканические нагорья
Армении, горные степные районы
Дагестана, полупустынные ландшафты
восточного Прикаспия. Помимо
земной поверхности в зону съемки
попали акватории разного типа -
глубоководные пространства
Средиземного моря и мелководья
северо-восточной части Каспийского
моря. Покрытая съемкой территория
разнообразна и в отношении
хозяйственного освоения - от
неосвоенных пустынных земель до
районов интенсивного земледелия на
орошаемых землях, крупных городов,
районов разработки полезных
ископаемых. Таким образом, имелась
возможность проверки
эффективности применения
многозональной съемки для изучения
районов, различных в природном и
хозяйственном отношении. Оценка
возможности их использования для
решения широкого комплекса
вопросов потребовала привлечения к
работе специалистов-геологов, ландшафтоведов, геоботаников,
метеорологов, экономико-географов
и т.д. Ниже приведены примеры
снимков с космического
корабля
'Союз-12' и результаты из
анализа. Снимки с космического корабля 'Союз-13',
сделанные в декабре, при значительной
облачности нашли применение,
главным образом, для
метеорологических целей.
Наверх
Рассмотрим несколько примеров использования снимков с космического корабля
'Союз-12':
Северо-восточный
Каспий, дешифрирование мелководной
акватории
Оазис
Куфра, Ливия, Анализ изображения
сельскохозяйственных земель
скважного орошения
Египет,
дельта Нила, картографирование
использования земель
О.Кипр, ландшафтное картографирование
Северо-восточный
Каспий, дешифрирование мелководной
акватории
 |
Мелководные
участки Каспийского моря с
большой детальностью
отразились на космических
снимках. Их различное
изображение на снимках в
разных зонах спектра позволяет
решать целый комплекс
географических задач, среди
которых:
- изучение глубин и рельефа дна
в мелководной части, выявление
отмелей, баров, выходов
коренных пород на дне;
- изучение содержания в воде
минеральных частиц -
взвешенных наносов,
определение мутности воды,
степени загрязнения водоемов;
- исследование распространения
водной и подводной
растительности и отложений
ила.
На снимке хорошо
обрисовываются светлые пятна
отмелей вокруг островов - до
глубины 1,5 м. Довольно четко
виден южный уступ общего
основания островов Тюленьего
архипелага, просматривается
система параллельных борозд и
гряд северо-западнее острова Кулалы.
Обычно
посветление фототона соответствует
уменьшению глубин, а
потемнение - их увеличению.
Однако, изменение тона
изображения обусловлено не
только изменением глубин, но и
такими факторами, как мутность
воды, наличие в ней взвешенных
частиц, распространение
растительности, различия
донного материала. Это вносит
существенные осложнения в
дешифрирование глубин и
рельефа дна. Некоторые из
названных объектов,
изображение которых осложняет
дешифрирование рельефа дна,
динамичны, например водные
массы с большим содержанием
взвешенных частиц за счет
волнового взмучивания донных
осадков или перемещения речных
наносов. Для их выделения
целесообразно использование
разновременных снимков, что
позволяет как бы снять влияние
динамичных факторов. |
 |
Результаты
дешифрирования мелководной
акватории северо-восточного
Каспия в районе Тюленьего
архипелага по многозональным
снимкам:
1
- песчаные отмели с глубинами
до 1,5 м; 2 - уступы; 3 - гряды и
борозды; 4 - подводные бары; 5 -
участки средних глубин (3-5 м) со
слабо просматривающимся
донным рельефом; 6 - участки
значительных глубин (более 5 м)
с непросматривающимся донным
рельефом; 7 - заросли подводной
растительности; 8 - заросли
подводной растительности и
отложения ила; 9 - загрязнение
вод в придонном слое; 10 -
загрязнение вод в среднем слое;
11 - загрязнение вод в
приповерхностном слое; 12 -
облака.
|
Наверх
Оазис
Куфра, Ливия. Анализ изображения
сельскохозяйственных земель
скважного орошения
|
|
Северная
Африка, юго-восток Ливии,
Ливийская пустыня, оазис Куфра
Одним из необычных объектов
съемки с космического корабля 'Союз-12' явились новоосваиваемые
сельскохозяйственные земли
оазиса Куфра в юго-восточной
части Ливии. Они четко
выделяются на общем фоне
пустынных ливийских
ландшафтов - древних останцовых гор
Джебель-Гардеба,
Дхебель-Фадиль и
Джебель-адь-Хавайт,
Джебель-ан-Нари, достигающих
высоты 500-700 м, и
межгорных долин и котловин,
заполненных песками и другими
континентальным отложениями. К
горам Джебель-эн-Нари с юга примыкает грабен - синеклиза Куфра,
сложенная нубийскими
песчаниками, в которой и
расположена группа оазисов Куфра - старых и вновь
осваиваемых. Пятно старых
оазисов выделяется общим
потемнением фототона и
неоднородностью структуры
внутри него. Южнее его четко
видна цепочка окружностей и
кругов, имеющих различный тон
изображения - от светло-серого,
такого же, как тон окружающей
пустыни, до темно-серого, почти
черного. Это - изображение
новых земледельческих ферм,
орошаемых артезианскими
водами недавно открытого
подземного бассейна.
Исходный
снимок увеличен в 5 раз,
выделенный фрагмент приведен
ниже с 25-кратным увеличением
относительно оригинала |
|
|
Диаметр
поля-круга определяется длиной
более чем 500-метровой трубы,
скрепленной с основанием
колодца, расположенного в
центре поля. Из скважины с
помощью дизельного насоса
качается вода, которая затем
разбрызгивается вращающейся
на колесах вокруг колодца
трубой.
Различия
в фототоне внутри окружностей
обусловлены разными
сельскохозяйственными
культурами на этих полях.
Изображение полей-ферм на
зональных снимках неодинаково.
Часть кругов, относящихся к
обрабатываемым полям, очерчена
четко, другие не имеют четких
границ; видимо, они относятся к
подготавливаемым полям, где
скважины уже прорыты, но
обработка земель не завершена.
Четко очерченные круги имеют
неодинаковый тон изображения в
зависимости от вида
сельскохозяйственных культур,
сроков сева и, следовательно,
фазы вегетации растений и
количества биомассы. По аналогии с
изображением на
панхроматических снимках с
орбитальной станции 'Салют',
которые анализировались с
использованием материалов о распределении
культур и сроках сева,
полученных из наземных
источников и литературных
данных, можно предположить, что
поля,
изобразившиеся на снимках
темно-серым, почти черным
тоном, заняты многолетними
травами - например, люцерной;
поля, имеющие серый тон
изображения - зерновыми
культурами - пшеницей, ячменем,
поля светло-серого тона
относятся к массивам, недавно
убранным, не занятым посевами,
или недавно засеянным. В центре
некоторых полей видны светлые
пятна, соответствующие,
вероятно, положению
хозяйственных построек на
участках, где заложены
скважины.
|
 |
Наверх
Египет,
дельта Нила, картографирование
использования земель
|
Северная
Африка, Египетское побережье
Средиземного моря, дельта Нила
|
В верхней
части снимка темным тоном
изобразилось Средиземное море.
Правую часть снимка занимает
темный массив обрабатываемых
плодородных аллювиальных
земель дельты Нила,
пересеченный светлой сетью
дорог, расположенных вдоль
каналов. В центре дельты хорошо
видна темная извилистая лента русла левой ветви Нила - р.Рашид
со светлыми пятнышками
островов и отмелей, особенно
многочисленными в верховьях
рукава. Слева и справа от мыса
Умм-эн-Набайиль, места впадения
реки Рашид в Средиземное море,
песчано-солончаковое
низменное побережье дельты,
изобразившееся на снимке
светлым тоном, отделяет бывшие
морские лагуны - современные
солоноватые озера Идку и
Буруллус. В местах развития
тростниковой растительности
они выделяются более темным,
чем аллювиальные земли дельты,
тоном. Западнее залива Абу-Кир
четко виден серый контур
города Александрия,
ограниченный с юга озером Марьют, в котором в настоящее
время производится добыча
соли.
Здесь видны разделенные
дамбами участки с разным тоном
изображения, соответствующие
водам с разной концентрацией
солей. Западная
часть озера, превратившаяся в
солончак, протягивается узкой
полоской параллельно
Средиземноморскому побережью.
Здесь
видна серия
вытянутых
солончаковых впадин - бывших
лагун, разделенных старыми
береговыми валами - барами,
возникшими в результате
динамики берега. |
|
1 - города
или городские агломерации с
населением 30 000 чел. и более; 2
- территории с ленточными
формами расселения вдоль
береговой линии; 3 - участки
разработок полезных
ископаемых. Добыча соли: а -
выпаренные водоемы с солевой
коркой на поверхности, б -
комплекс водоемов
выпаривания с различной
степенью концентрации солей
в каждом, в - подсобные
территории, используемые для
пополнения водой водоемов
выпаривания; 4 - территории
сельскохозяйственного
освоения с вкрапленными в
них населенными пунктами до
30 000 жителей, пересеченные
сетью оросительных каналов и
дорог: а - сравнительно давно
освоенные территории, б -
территории недавнего
сельскохозяйственного
освоения, в - территории,
освоение которых только
начинается; 5 - песчаная
глинистая и щебнистая
пустыня; 6 -
песчано-солончаковые пляжи; 7
- солончаки; 8 - заросли фреатофитовой
растительности; 9 - водные
поверхности.
|
|
|
|
В
дельте выделяются крупные
светлые пятна городов и мелкие
точки сельских населенных
пунктов. По характеру
изображения четко разделяются
давно освоенные земли дельты,
имеющие более ровный и темный
тон, и осваиваемые в последнее
время территории с
прямоугольной структурой и
чередованием светлых и темных
массивов. В результате анализа
снимка составлена схема
использования земель.
|
| |
| |
голубая зона зеленая зона
Дл. волны -
0,47 мкм
Дл.
волны - 0,54 мкм
красная зона ближняя
ИК зона
Дл. волны -
0,64 мкм
Дл. волны - 0,68
мкм
|
|
Динамика береговой
зоны на многозональных снимках
На
многозональных снимках
Средиземноморского побережья
в районе Александрии хорошо
отразилась динамика береговой
зоны, зафиксированная в формах
древнего берегового рельефа. К
юго-западу от Александрии
прослеживается серия
современных и древних
береговых баров, разделенных
между собой продольными
понижениями, занятыми солеными
озерами или солончаками.
Бары и солончаки лучше разделяются в коротковолновых зонах
- голубой и зеленой.
|
Наверх
О.
Кипр, ландшафтное
картографирование
|
На черном
фоне Средиземного моря четко
выделяется контур острова
Кипр. Западная половина
острова имеет гористый, сильно
расчлененный характер. Широкой
темной полосой выделяется
хребет Троодос, покрытый
лесами из вечнозеленых дубов,
которые у подножия восточных
склонов гор сменяются
кустарниковыми зарослями
маквиса с участием сосновых
пород. На снимке изображение
этого района имеет более
светлый тон. |
Параллельно
северо-восточному берегу Кипра
протягивается асимметричный
хребет Кирения, представляющий
собой куэсту. Северный склон
его крут и изрезан узкими
долинами, спускающимися к морю.
Верхняя залесенная часть
склона выделяется на снимке
темной полосой. Центральная
часть острова, имеющая
довольно равнинный характер,
пересечена темными
извилистыми линиями долин
пересыхающих водотоков. На ней
выделяются также темно-серые
пятна заболоченных низин,
которые особенно хорошо
заметны вблизи побережья
залива Морфу в северо-западной
части острова, а также севернее
мыса Гата, выступающего на
южном побережье острова Кипр. В западной
части острова серый тон с
пестрым мелкоконтурным
рисунком изображения обязан
широкому распространению
здесь виноградников.
На восточном побережье острова
довольно четко выделяется
серый контур города Фамагуста,
оттененный темным фоном
изображения окружающих садов.
В центральной части острова
прослеживается темно-серый
контур города Никосия на более
светлом фоне окружающей
территории. |
|
|
Субтропические
средиземноморские ландшафты
Горные: I -
эрозионно-денудационные
среднегорья,
сильнорасчлененные, сложенные
диабазами, перидотитами,
серпентинами верхнего мела со
скелетными горными почвами с
маквисом, сосновыми и дубовыми
лесами, садами; II - эрозионно-расчлененные
предгорья, сложенные
вулканическими породами
верхнего мела, со скелетными
горными почвами, с маквисом,
хвойными, вечнозелеными
лесами, садами; III - эрозионно-расчлененные
предгорья, сложенные
известняками, с горными
коричневыми почвами, с
вечнозелеными лесами и садами; IV - эрозионно-денудационные
предгорья, с куэстовым
рельефом, сильнорасчлененные,
сложенные мраморами юрского
возраста, радиоляриевыми
сланцами триаса и
зеленокаменными породами, со
скелетными горными почвами, с
листопадными и вечнозелеными
лесами и маквисом; V - эрозионно-расчлененные
предгорья, сложенные флишем
миоцена, с горными коричневыми
почвами, с листопадными лесами
и пастбищами. |
| Равнинные:
VI - равнины возвышенные,
эрозионно-расчлененные,
сложенные песчаниками и
мергелями плиоценового
возраста с коричневыми
почвами, вечнозелеными и
листопадными лесами, маквисом
и пашнями; VII - равнины плоские,
слаборасчлененные, сложенные
песчаниками и мергелями
плиоценового возраста, с
коричневыми почвами, с
листопадными и хвойными
лесами, маквисом, пастбищами и
пашнями; VIII - равнины
приморские, слаборасчлененные,
сложенные флишем миоцена, с
коричневыми почвами, с пашнями;
IX - равнины приморские,
слаборасчлененные, сложенные
мергелями и песчаниками
плиоцена, с коричневыми
плиоценовыми почвами, с
маквисом и
пашнями; X - равнины
приморские, слабоволнистые,
слаборасчлененные, сложенные
карбонатными породами
(мергелями), с коричневыми
карбонатными почвами (возможно
засоленными), с маквисом,
дубовыми лесами, пашнями; XI -
равнины приморские,
пониженные, сложенные
осадочными породами, с
болотными засоленными почвами,
с влаголюбивыми травами; XII -
днища долин, плоские, с
пересыхающими водотоками,
сложенные аллювиальными
песчаниками и галечниками, с
влажными коричневыми почвами,
с пашнями и вечнозелеными
лесами. |
Наверх
К 1 теме семинара
|
На главную страницу
семинара
Интернет-семинары