Analysis of the dynamics of lake thermokarst activation for the period 1966-2021 (using the example of a swampy area of the Yana-Indigirka lowland)

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The activation of thermokarst processes due to climate warming over the past decades in the permafrost zone is observed almost everywhere. Numerous studies are dedicated to examining these processes, with special attention given to the quantitative patterns of thermokarst lakes and their dynamics. The goal of this research was to analyze the dynamics of thermokarst lakes and assess their quantitative characteristics based on satellite imagery, as well as to explore the relationship between the dynamics of thermokarst lakes and climate changes. The study was conducted using a section of the Yana-Indigirka Lowland in northern Yakutia, based on a series of satellite images from Corona, Landsat 7, and Sentinel-2 over six observation periods: 1966, 1976, 1999, 2007, 2013, and 2021, as well as the ArcticDEM digital elevation model (2 m/pixel). A total of 248 lakes and 303 alas depressions were identified in the study area, and the lakes were classified into six main types based on their form and location. The research revealed a general increase in both the area and number of lakes over the entire observation period, although the dynamics of the lakes were variable. Residual lakes within alases consistently showed a decrease in area, indicating further drying, whereas thermokarst lakes within alases grew in 1976 and 2007, but in other years, their overall area decreased. In 1999 and 2013, lake areas increased by 3.1% and 20%, respectively, while in other years, there was a slight reduction in lake area. The total number of lakes increased by 90 by 2021. New lakes were noted in class of lakes outside the alases and lakes in alases categories. There was also an increase in the number of class of residual lakes, indicating the drying of lakes in other classes and their transformation into residual lakes within alases. The emergence of new alases was observed in 1976, 2013, and 2021, indicating the drying of some lakes and a reduction in total lake area. An analysis of temperature anomalies shows a general increase after 1999, with this period also marking the beginning of the rise in the number and area of lakes.

作者简介

T. Orlov

Sergeev Institute of Environmental Geoscience RAS (IEG RAS)

Email: tim.orlov@gmail.com
Moscow, Russia

V. Bondar

Sergeev Institute of Environmental Geoscience RAS (IEG RAS)

Email: tim.orlov@gmail.com
Moscow, Russia

M. Arkhipova

Sergeev Institute of Environmental Geoscience RAS (IEG RAS)

编辑信件的主要联系方式.
Email: tim.orlov@gmail.com
Moscow, Russia

参考

  1. Are F.E. Osobennosti pererabotki beregov termokarstovykh ozer Tsentral’noy Yakutii [Features of processing the shores of thermokarst lakes in Central Yakutia] / Are F.E., Balobayev V.T., Bosikov N.P. // Ozera kriolitozony Sibiri. Novosibirsk, 1974. P. 39–53. (In Russian).
  2. Bosikov N.P., Isayev A.P., Ivanova Ye.I., Zakharova V.I., Sivtsova L.V., Ivanova A.P., Semenov S.G., Ammosova V.N., Poryadina L.N., Isakova V.G. Ritmy razvitiya alasnykh ekosistem v Tsentral’noy Yakutii [Rhythms of development of alass ecosystems in Central Yakutia] // Nauka i Obrazovaniye. 2012. № 2. P. 52–57. (In Russian).
  3. Bryksina N.A., Polishchuk Yu.M. Analiz izmeneniya chislennosti termokarstovykh ozer v zone mnogoletney merzloty Zapadnoy Sibiri na osnove kosmicheskikh snimkov [Analysis of changes in the number of thermokarst lakes in the permafrost zone of Western Siberia based on space images] // Kriosfera Zemli. 2015. T. XIX. № 2. P. 114–120. (In Russian).
  4. Bryksina N.A., Polishchuk Yu.M. Izucheniye raspredeleniya ploshchadey termokarstovykh ozer Arkticheskoy zony Zapadnoy Sibiri i ikh dinamiki po kosmicheskim snimkam [Study of the distribution of the areas of thermokarst lakes in the Arctic zone of Western Siberia and their dynamics based on space images] // Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov. 2016. T. 327. № 6. P. 13–21. (In Russian).
  5. Viktorov A.S., Orlov T.V., Dorozhko A.L. Sravnitel’nyy analiz raspredeleniy ploshchadey ozer v predelakh ozerno-termokarstovykh i erozionno-termokarstovykh ravnin [Comparative analysis of the distribution of lake areas within lake-thermokarst and erosion-thermokarst plains] // Geomorfologiya. 2021. 52(2). P. 29–38. (In Russian).
  6. Viktorov A.S., Kapralova V.N., Trapeznikova O.N. Matematicheskaya model’ morfologicheskoy struktury ozerno-termokarstovykh ravnin v izmenyayushchikhsya klimaticheskikh usloviyakh [Mathematical model of the morphological structure of lake-thermokarst plains in changing climatic conditions] // Kriosfera Zemli. 2015. T. XIX. № 2. P. 26–34. (In Russian).
  7. Vtyurin B.I., Govorushko S.M. “Prichudy” termokarsta [“Whims” of thermokarst] // Kriosfera Zemli. 2012. T. XVI. № 4. P. 42–44. (In Russian).
  8. Govorushko S.M. Podzemnyye l’dy i termokarst v nizov’yakh r. Indigirki [Underground ice and thermokarst in the lower reaches of the Indigirka River] // Polevyye i eksperimental’nyye issledovaniya merzlykh tolshch. 1981. Yakutsk. IM SO AN SSSR. P. 34–39. (In Russian).
  9. Yershov E.D., Loginov V.F., Romanovskiy N.N., Sychev K.I. (Red.). Geokriologiya SSSR. Vostochnaya Sibir’ i Dal’niy Vostok [Geocryology of the USSR. Eastern Siberia and the Far East.] Moskva: Nedra, 1989. 515 p. (In Russian).
  10. Kirpotin S.N., Polishchuk Yu.M., Bryksina N.A. Dinamika ploshchadey termokarstovykh ozer v sploshnoy i preryvistoy kriolitozonakh Zapadnoy Sibiri v usloviyakh global’nogo potepleniya [Dynamics of the areas of thermokarst lakes in continuous and discontinuous cryolithozones of Western Siberia under global warming] // Vestnik Tomskogo Gosudarstvennogo Universiteta. 2008. № 311. P. 185–189. (In Russian).
  11. Kravtsova V.I., Rodionova T.V. Issledovaniye dinamiki ploshchadi i kolichestva termokarstovykh ozer v razlichnykh rayonakh kriolitozony Rossii po kosmicheskim snimkam [Study of the dynamics of the area and number of thermokarst lakes in various regions of the cryolithozone of Russia based on space images] // Kriosfera Zemli. 2016. T. XX. № 1. P. 81–89. (In Russian).
  12. Kravtsova V.I. Rasprostraneniye termokarstovykh ozer v Rossii v predelakh zony sovremennoy merzloty [Distribution of thermokarst lakes in Russia within the modern permafrost zone] // Vestnik Moskovskogo Universiteta. 2009. Ser. 5. Geografiya. № 3. P. 33–41. (In Russian).
  13. Kravtsova V.I., Tarasenko T.V. Izucheniye i kartografirovaniye dinamiki termokarstovykh ozer na territorii Zapadnoy Sibiri po raznovremennym kosmicheskim snimkam [Study and mapping of thermokarst lake dynamics in Western Siberia using space images taken at different times] // Dinamika okruzhayushchey sredy i global’nyye izmeneniya klimata. 2010. Yugorskiy Gosudarstvennyy universitet. T. 1. P. 96–103. (In Russian).
  14. Mukhin N.I. Osobennosti vozniknoveniya i razvitiya termokarstovykh ozer na territorii Yano-Indigirskoy nizmennosti [Features of the emergence and development of thermokarst lakes in the Yana-Indigirka lowland] // Ozera kriolitozony Sibiri. Novosibirsk: Nauka. 1974. (In Russian).
  15. Romanovskiy N.N. Erozionno-termokarstovyye kotloviny na severe primorskikh nizmennostey Yakutii i Novosibirskikh ostrovakh [Erosion-thermokarst basins in the northern coastal lowlands of Yakutia and the New Siberian Islands] // Merzlotnyye issledovaniya. 1961. Vyp. 1. P. 124–144. (In Russian).
  16. Farquharson L.M., Romanovsky V.E., Cable W.L., Walker D.A., Kokelj S.V., Nicolsky D. Climate change drives widespread and rapid thermokarst development in very cold permafrost in the Canadian High Arctic. Geophysical Research Letters. 2019. V. 46. P. 6681–6689. DOI: 10.1029/ 2019GL082187.
  17. Grosse Guido et al. Distribution of thermokarst lakes and ponds at three yedoma sites in Siberia. // Ninth International Conference on Permafrost 2008. P. 551–556.
  18. Jones B.M. et al. Modern thermokarst lake dynamics in the continuous permafrost zone, northern Seward Peninsula, Alaska. // Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. 2011. Vol. 116. № G2.
  19. Johanna Mård Karlsson. Temporal Behavior of Lake Size-Distribution in a Thawing Permafrost Landscape in Northwestern Siberia // Remote Sensing. 2014. 6. P. 621–636. doi: 10.3390/rs6010621.
  20. Kravtsova V.I. Research of the dynamics of the area and number of thermokarst lakes in different regions of the permafrost zone of Russia using satellite images // Cryosphere of the Earth. 2016. vol. 20. № 1. P. 81–89.
  21. Lantz T.C., Turner K.W. Changes in lake area in response to thermokarst processes and climate in Old Crow Flats, Yukon // Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. 2015. Vol. 120. № 3. P. 513–524.
  22. Polishchuk Yu.M., Bogdanov A.N., Polishchuk V.Yu., Manasypov R.M., Shirokova L.S., Kirpotin S.N., Pokrovsky O.S. Size Distribution, Surface Coverage, Water, Carbon, and Metal Storage of Thermokarst Lakes in the Permafrost Zone of the Western Siberia Lowland // Water. 2017. 9. 228. P. 1–18.
  23. Roach J.K., Griffith B., Verbyla D. Landscape influences on climate-related lake shrinkage at high latitudes // Global Change Biology. 2013. 19(7). P. 2276–2284. doi: 10.1111/gcb.12196.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».