Озеро Гарибальди в Британской Колумбии, Канада. Как выяснили экологи, голубой цвет озер характерен для высоких широт и высокогорных районов.
Группа климатологов провела анализ спутниковых снимков озер и водохранилищ по всему миру, сделанных с 1984 по 2021 год. Ученые заметили изменения в цвете поверхности водоемов, которые, в основном, сместились в сторону коротковолнового диапазона. Это указывает на нестабильное экологическое состояние десятков тысяч озер.
Экологи используют различные показатели для оценки изменений климата, включая спутниковые данные. Например, они помогли выяснить, что площадь мхов на Антарктическом полуострове увеличилась в 10 раз за последние 30 лет. Также ранее сообщалось о прогнозах, что Кипр может потерять свои пляжи к концу века, основываясь на данных Google Earth.
На этот раз исследователи из Нанкинского университета в Китае и Лундского университета в Швеции сосредоточились на экологическом состоянии озер. Они пришли к выводу, что «здоровье» водоемов можно оценить по цветению цианобактерий, накоплению углерода и качеству воды в целом, сводя все к одному показателю — цвету. Спутниковые снимки позволили проследить изменения оттенков поверхности водоемов, о чем подробно изложено в статье для журнала Water Resources Research.
Пространственное распределение цвета озер на глобальной карте в отдельные периоды времени с 1984 по 2024 год.
Ученые отбирали водоемы по площади, учитывая только озера и водохранилища с площадью более одного квадратного километра. Для повышения надежности расчетов они выбирали водоемы, где непрерывные наблюдения длились минимум 20 лет. В итоговый анализ вошли 67 579 водных объектов, что составляет 39% всей озерной территории мира.
В работе также использовался искусственный интеллект, который помог объединить данные о динамике цвета водоемов с информацией о температуре воздуха, количестве осадков, годовом объеме воды, численности населения в бассейне озер и другими факторами. Это позволило оценить влияние человека и климатических изменений на цвет поверхности воды.
Для высоких широт и высокогорных районов характерны голубые озера (с длиной волны менее 495 нанометров). Зеленый оттенок (длина волны 495-560 нанометров) чаще встречается в густонаселенных средних широтах, тогда как красные и желтые оттенки (с длиной волны 560 нанометров и выше) преобладают в Южном полушарии, Африке, Австралии и Южной Америке.
Выяснилось, что за последние 38 лет более половины (40 799, или 60%) выбранных водоемов изменили свой цвет, причем у подавляющего большинства (58%) спектр сместился в сторону коротких волн. В среднем с 1984 по 2021 год наблюдалось изменение на -0,39 нанометра в год.
Среди частных тенденций исследователи отметили, что небольшие и мелководные озера чаще всего меняли цвет на коротковолновый, в то время как поверхность озер Северной Америки и Европы также претерпела подобные изменения. Напротив, Южная Америка и Океания показали обратную тенденцию — оттенок водоемов в этих регионах в среднем становился «теплее».
Основным фактором этих изменений специалисты назвали прирост растительной биомассы, который оценивался по индексу NDVI. В регионах с более густой растительностью цвет озер стремился к длинноволновому, в то время как объем воды в них снижался. Наиболее заметные изменения цвета отмечались в густонаселенных районах, что авторы статьи объяснили прямым воздействием человека на экологию водоемов. Цвет больших озер, по мнению ученых, оказался более стабильным, однако количество таких устойчивых водоемов не превысило 10 тысяч, что составляет лишь 14% от общего числа в выборке.