Группа климатологов проанализировала массив спутниковых снимков озер и водохранилищ по всей планете, сделанных с 1984 по 2021 год. Ученые обратили внимание на цвет поверхности водоемов и выяснили, что у большинства он изменился — преимущественно в сторону коротковолнового диапазона.
Экологи, чтобы оценить изменения климата, смотрят на разные показатели — иногда буквально из космоса. Спутниковые данные, например, помогли подсчитать, насколько озеленилась Антарктида за последние 30 лет — площадь мхов на Антарктическом полуострове увеличилась в 10 раз. Также ранее, опираясь на актуальные данные Google Earth, климатологи спрогнозировали, что Кипр может лишиться своих пляжей к концу века.
На этот раз группа исследователей из Нанкинского университета в Китае и Лундского университета в Швеции обратила внимание на экологическое состояние озер. Поскольку их «здоровье» можно изучить по цветению цианобактерий, накоплению углерода и качеству воды в целом, специалисты свели все к одному показателю — цвету. Спутниковые снимки озер по всему миру, сделанные с 1984 по 2021 год, позволили ученым проследить смену оттенков поверхности водоемов — подробности изложены в статье для журнала Water Resources Research.
Ученые отбирали водоемы по площади: учитывали только озера и водохранилища, чья площадь превышала один квадратный километр. Также для надежности расчетов они брали водоемы, где непрерывные наблюдения длились минимум 20 лет. В анализ вошли 67579 водных объектов, что составило 39% всей озерной территории мира.
Затем авторы статьи подключили к работе искусственный интеллект. Он помог объединить динамику красок с данными о температуре воздуха, количестве осадков, годовом объеме воды в водоеме, а также численности населения в бассейне озер и прочими. Так специалисты оценили влияние человека и климата на цвет поверхности воды.
Для высоких широт и высокогорных районов оказались характерны голубые озера (длина волны — менее 495 нанометров). Зеленый оттенок (длина волны — 495-560 нанометров) часто встречался в густонаселенных средних широтах, а немногочисленные красные и желтые краски (560 нанометров и длиннее) находились преимущественно в Южном полушарии, Африке, Австралии и Южной Америке.
Выяснилось, что за последние почти 38 лет больше половины (40799 штук, 60%) выбранных водоемов «перекрасились», причем у подавляющего большинства (58%) спектр сдвинулся в сторону коротких волн. В среднем с 1984 по 2021 год общая перемена составила -0,39 нанометра в год.Если говорить о частных тенденциях, то исследователи выделили следующие: небольшие и мелководные озера чаще других меняли цвета на коротковолновые; в том же направлении преображалась поверхность озер Северной Америки и Европы. Южная Америка и Океания показали обратную тенденцию — оттенок водоемов в этих регионах в среднем «теплел».
Основным фактором выявленных метаморфоз специалисты назвали прирост растительной биомассы (его рассчитывали по индексу NDVI). В регионах, где зелень была гуще, цвет озер стремился к длинноволновому, а объем воды в них при этом снижался. Наиболее наглядные перемены красок отмечались в густонаселенных местах — авторы статьи объяснили это прямым влиянием человека на экологию водоемов. Цвет больших озер, по словам ученых, был устойчивее, но число стабильных водоемов не превысило и 10 тысяч (14% от выборки).
Тем не менее стоит учитывать, что исследователи не применяли химические анализы воды, а механизмы «перекраски» они определяли опосредованно. Нестабильное состояние значительной доли озер и водохранилищ, вероятно, указывает на активные экосистемные сдвиги — к примеру, сокращение количества планктона или цветной органики. А если учитывать, что антропогенное влияние в будущем вырастет, то и цвет водоемов может меняться быстрее.
Автор: Андрей Папиш