Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Морфометрическии анализ в исследовании природных и хозяйственных объектов и тематическом картографировании 10
1.1. Краткий обзор истории развития морфометрии 10
1.2. Тематическая морфометрия - основные направления 15
1.3 Анализ показателей, используемых тематической морфометрией 31
Глава 2. Компьютерное обеспечение морфометрического анализа 39
2.1. Краткий обзор программ, обеспечивающих морфометрическии анализ 39
2.2. «FRAGSTATS» - программа с наибольшим количеством показателей 41
2.3. Авторская программа «Морфометрическии анализ». Структура и используемые показатели 64
2.4. Возможности и перспективы применения программы «Морф ометрический анализ» 76
2.5. Сравнительная оценка программ «Морфометрическии анализ» и «FRAGSTATS» 81
Глава 3, Морфометрическии анализе изучении озер 83
3.1. Краткий обзор применения морфометрических показателей в изучении озер 83
3.2. Применение морфометрического анализа при изучении озер Курганской области по космическим снимкам 86
3.2.1. Природные особенности района исследования 86
3.2.2. Изученность озер Курганской области и прилегающих территорий 90
3.2.3. Экспериментальные исследования связи гидрологических характеристик озер и их морфометрических показателей 93
3.2.4. Изучение колебаний уровня озер по космическим снимкам с использованием морфометрического анализа 109
Заключение 118
Литература 120
Приложение
- Тематическая морфометрия - основные направления
- «FRAGSTATS» - программа с наибольшим количеством показателей
- Применение морфометрического анализа при изучении озер Курганской области по космическим снимкам
- Изучение колебаний уровня озер по космическим снимкам с использованием морфометрического анализа
Введение к работе
Мофрометрия - один из разделов картографии - в настоящее время развивается вширь и вглубь, охватывая новые объекты, совершенствуя методику и технику анализа [Берлянт, 1984]. Морфометрический анализ стал все чаще применяться в науках о Земле. Так, в ландшафтоведении развивается математическая морфология ландшафта [Викторов, 1986, 1998], в лимнологии на основе изучения формы озерных котловин исследуют их генезис и свойства озерных вод [Верещагин, 1930; Муравейский, 1960], в геоморфологии морфометрический анализ давно и успешно используется как метод изучения рельефа [Симонов, 1972, 1998; Спиридонов, 1970, 1975]. Большой интерес к форме изучаемых объектов объясняется тем, что внешний вид объекта и его сущность связаны между собой [Симонов, 1998]. При этом ученые исходят из того, что каждому определенному типу объектов свойственна своя, присущая только этому типу, форма. В ходе изучения объектов появляется проблема оценки формы объекта и возможных отклонений от «стандарта», «эталона». Особо остро такая проблема встает при изучении большого количества объектов, в связи с чем возникает необходимость автоматизации этого процесса.
Информатизация и компьютеризация географии обусловливают актуальность разработки средств и методов автоматизированного морфометрического анализа. Используемые в настоящее время методы морфометрического анализа, реализованные в программных средствах, направлены главным образом на изучение рельефа, но не предназначены для исследований других географических объектов. Поэтому необходимо создание средств многоаспектного тематического морфометрического анализа, систематизации и совершенствования морфометрических показателей для этих целей. Разработка методов морфометрического анализа
обеспечивает более полное использование аэрокосмической информации, что также представляет актуальную задачу.
Цель работы состоит в разработке и практической реализации методики многоаспектного автоматизированного морфометрического анализа географических объектов по снимкам и картам.
В соответствии с целью исследования в работе необходимо:
Проанализировать и обобщить опыт применения морфометрических показателей в различных разделах тематической морфометрии, изучить возможности использования и совершенствования морфометрических показателей.
Провести сравнение программных средств, обеспечивающих морфометрический анализ. Выявить преимущества и недостатки существующих программ.
Разработать методику многоаспектного автоматизированного морфометрического анализа географических объектов по снимкам и картам. Реализовать ее в доступной для широкого круга пользователей и простой (в математическом отношении) компьютерной программе, обеспечивающей широкий спектр тематических морфометрических исследований с картографическим представлением результатов.
Апробировать разработанную методику и программное средство на примере изучения озер Курганской области.
Эти положения и определили структуру работы, в 1-й главе которой проводится анализ и обобщается опыт применения морфометрических показателей в различных разделах тематической морфометрии, изучаются возможности использования и совершенствования морфометрических показателей. Во 2-й главе анализируются существующие программные средства, обеспечивающие морфометрический анализ, проводится
6 сравнительная оценка авторской программы «Морфометрический анализ» и
программы «FRAGSTATS». В 3-й главе рассматриваются результаты
применения разработанной методики, воплощенной в программу.
Методика исследования. Исследование базируется на теоретических и практических основах картографии, морфометрии, а также применения картографо-аэрокосмического метода географических исследований, заложенных в работах К.А. Салшцева, Н.М. Волкова, A.M. Берлянта, Ю.Г. Симонова, А.И. Спиридонова, А.С. Викторова, В.А. Николаева, Г.Ю. Верещагина, С.Д. Муравейского, Г.Г. Самойловича, В.А. Червякова, Р.Х Пириева, В.И. Кравцовой, Ю.Ф. Книжникова и др. В основу работы положены личные исследования автора в период с 2000 по 2004 гг. в составе экспедиций Курганского университета, материалы, полученные в лаборатории аэрокосмических методов кафедры картографии и геоинформатики географического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.
Научная новизна исследований заключается в следующем:
Впервые проведено сравнение программ, позволяющих выполнять морфометрический анализ объектов. Выявлены их достоинства и ограничения, доказана необходимость создания программы, удобной для использования специалистами-географами.
Обоснована система морфометрических показателей и разработана компьютерная программа «Морфометрический анализ», позволяющая проводить многоаспектный тематический анализ географических объектов с картографическим представлением результатов.
В результате применения разработанной методики и программы «Морфометрический анализ» при исследовании озер по космическим снимкам на примере семиаридных регионов Западной Сибири установлена связь морфометрических показателей озер с их
генетическими, гидрологическими и гидрохимическими характеристиками (выявлено влияние величины удельного водосбора и площади озера на минерализацию озера; определены диапазоны значений морфометрических показателей, характерные для разных генетических типов озер и др.). 4, Обобщение опыта применения морфометрического анализа в тематической картографии позволило обосновать необходимость унификации и совершенствования морфометрических показателей. Предложен новый раздел тематической морфометрии — инженерно-географическая морфометрия, к задачам которой относятся измерения и количественные исследования территории по снимкам и картам при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений. Практическое значение работы заключается в том, что она открывает новые возможности дальнейшего внедрения количественных методов в географические исследования, расширяет сферу применения картографо-аэрокосмического метода в исследовании географических объектов по снимкам и картам в целях выявления новых закономерностей, а также в увеличении эффективности использования космических снимков и карт. Выводы, полученные при морфометрическом анализе озер Курганской области, используются при планировании гидрологических и гидрогеологических работ в областных организациях Госкомприроды. Методика морфометрического анализа и созданная компьютерная программа используются в курсах лекций и практических занятий естественнонаучного факультета Курганского государственного университета. Подготовленный по результатам работы обучающий CD-ROM «Морфометрический анализ» используется при проведении учебных курсов по гидрологии, социально-
s экономической географии, ландшафтоведению в Курганском университете и
курсов по повышению квалификации специалистов в Курганской области.
Материалы диссертации могут быть рекомендованы к использованию в практике территориальных служб Министерства природных ресурсов, подразделений Росгидромета; для использования географическими факультетами университетов и других учебных заведений в учебном процессе; для специалистов, интересующихся применением морфометрических методов при решении различных прикладных задач.
Апробация работы и публикации. Основные результаты исследований докладывались автором на 5 российских и международных конференциях: Всероссийский ГИС-Форум (Москва 2001), IX Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2002», III Всероссийская конференция «Аэрокосмические методы и геоинформационные технологии в лесоведении и лесном хозяйстве» (Москва, 2002), XI Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2004», VI Всероссийский гидрологический съезд (Санкт-Петербург, 2004). По теме диссертации опубликованы 4 статьи, в том числе - 2 в изданиях, рекомендованных ВАК, и тезисы 4 докладов. Исследования выполнены на кафедре картографии и геоинформатики географического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова.
Оценка достоверности результатов
Достоверность определяемых в разработанной программе морфометрических показателей обоснована контрольными измерениями площади объектов традиционными методами. Расхождения составляют не более 3-5%. Надежность работы программы подтверждается ее успешным использованием при обработке большого числа дешифрируемых объектов -более 3000 озер. Достоверность конкретных результатов, полученных при
морфометрическом анализе озер, подтверждена фактическими материалами полевых исследований.
Участие в научно-исследовательских программах и проектах
Диссертация выполнена в соответствии с планом научной работы лаборатории аэрокосмических методов кафедры картографии и геоинформатики по теме «Геоинформационные методы аэрокосмических исследований и картографирования динамики природной среды». Автор участвовал в выполнении проектов 00-15-98510 и НШ-1217.2003.5 в рамках Программы поддержки ведущих научных школ, проекта УР 08.03.049 научной программы «Университеты России» и в исследованиях по гранту РФФИ 01-05-64151.
Тематическая морфометрия - основные направления
Морфометрия как графоаналитический прием анализа карт на первых этапах имела дело, главным образом, с изображением рельефа на топографических картах. Для работы с тематическими картами ее стали интенсивно использовать не так уж давно. Одним из первых, кто обратил внимание на возможность изучения нетопографических объектов посредством измерений по картам, то есть с использованием картометрии и морфометрии, был К.А. Салищев (1963), проанализировавший точность количественных определений по тематическим картам. В рамках картографического метода исследования сформировалось особое направление - тематическая морфометрия [Берлянт, 1986], которая занимается количественными исследованиями форм и структур объектов на тематических картах. A.M. Берлянтом выделено несколько разделов тематической морфометрии и определены их объекты и предметы исследования [Берлянт, 2001]. Из всех разделов тематической морфометрии в качестве наиболее развитой (разработанной) можно назвать геоморфологическую морфометрию, предметом исследования которой является количественная характеристика рельефа земной поверхности, а именно: горизонтальное и вертикальное расчленение, уклоны, ориентировка и асимметрия форм и т.д. В качестве примеров можно привести исследование Г.С. Ананьева по геоморфологическому дешифрированию междуречий Северо-Востока СССР [Ананьев, 1980], в котором приводится разделение междуречий на группы и типы на основе морфометрических характеристик, работу В.П. Философова по исследованию расчлененности рельефа Приволжской возвышенности в бассейнах Курдюма и Чардыма [Философов, 1967], где в результате расчетов были вычислены наиболее часто встречающиеся значения коэффициента расчленения (1,003-1,006) и определены значения средних углов наклона (от 4,5 до 6,5) для денудационных равнин, и работу Е.А. Мироновой по составлению морфометрических карт (углов наклона, горизонтального и вертикального расчленения) Орловской области [Миронова, 1958]. Рис. 1. Глубина расчленения рельефа Иркутской области (по З.В. Самойленко)
Морфометрические карты рельефа стали традиционными при его характеристике в региональных атласах, подготовленных на географическом факультете МГУ. В качестве примера можно привести карты глубины и густоты расчленения рельефа, составленные З.В. Самойленко (рис. 1, 2), и карту крутизны склонов, составленную Г.В. Зайковой (рис. 3), в Атласе Иркутской области. Рис. 2. Густота расчленения рельефа Иркутской области (по З.В. Самойленко) Большим вкладом в дело изучения морфометрии рельефа территории СССР стали морфометрические карты С.С. Соболева, который впервые составил карты такого типа для всей территории Европейской части СССР [Соболев, 1938, 1948], использовав при этом следующие морфометрические показатели: 1) густоту овражно-балочной сети; 2) глубину главнейших местных базисов эрозии; 3) средние уклоны поверхности. Основательное развитие получила структурная морфометрия, которая занимается изучением формы геолого-структурных поверхностей, погребенных горизонтов и палеорельефа. Характерным для данного раздела морфометрии является разработка специальных приемов разложения исследуемых поверхностей на составляющие разных порядков, развитие способов анализа структур разной иерархии. В.П. Философов предложил исследовать связь между рельефом земной поверхности и тектоническими структурами [В.П. Философов, 1960]. Для этого на основе точной и подробной топографической карты составяляется ряд морфометрических карт: порядков долин, асимметрии долин и междуречий, базисных поверхностей, остаточного рельефа вершинной поверхности, сноса, разности базисных поверхностей. Эти карты позволяют выделить как региональные, так и локальные тектонические структуры. Например, по морфометрическим картам разностей базисных поверхностей третьего порядка, а также по картам асимметрии рельефа выявляют валы, флексуры, моноклинали, впадины и прогибы, а также локальные антиклинальные складки [Философов, 1960]. Особое место в исследованиях занимает изучение формы геолого-структурных поверхностей и разломов. Примером может послужить работа, в которой выявление и картографирование кольцевых структур по космическим снимкам позволило установить ранее неизвестную закономерность распространения докембрийских рудоносных гранулит-базитовых комплексов на территории Алданского щита [Киенко, 1999]. Очень часто для обнаружения разломов применяются морфометрические показатели формы (коэффициенты вытянутости и извилистости для выявления цепочек озер, индицирующих разломы, спрямленных участков русел рек, прямолинейных уступов) и ориентировки (определение азимута для выявления единых направлений рек и притоков) [Астахова, Козлов, Рябчиков, 1984; Аэрокосмическая структурометрия..., 2001]. Очень давнюю историю имеет гидрологическая морфометрия (суши), которая применяется для оценки форм и размеров озер, водохранилищ, извилистости рек, береговых линий, густоты речной сети. Такие работы, как и работы по морфометрии рельефа, нередко завершаются картографическим представлением результатов. В качестве примера приведем карту густоты речной сети на территории Иркутской области (рис. 4). Следует заметить, что в данном разделе наряду с решением традиционных задач возникает много новых, например, исследование общей структуры гидросети, изучение русловых процессов. Необычными являются следующие задачи: выявление озер с определенными свойствами воды и рыбохозяйственными характеристиками по форме котловины и определению направления их вытянутости. Такие работы проводились и продолжают
«FRAGSTATS» - программа с наибольшим количеством показателей
FRAGSTATS - программа, предназначенная для вычисления разнообразных ландшафтных показателей (landscape metrics). Оригинальная версия программы была представлена в 1995 году сотрудниками Орегонского государственного университета Кевином МакГаригалом (Kevin McGarigal) и Барбарой Маркс (Barbara Marks) [McGarigal and Marks, 1995].
FRAGSTATS вычисляет статистические данные для каждого объекта, класса объектов ландшафта и для ландшафта в целом. При этом в одних случаях определяется состав ландшафта (landscape composition), а в других конфигурация (landscape configuration). Необходимо отметить, что многие показатели, рассчитываемые для объекта (например, показатель формы объекта (patch shape index)) и для класса объектов (например, средний индекс формы (mean shape index)) аналогичны. Но следует принять во внимание, что во втором случае показатель рассчитывается для всех объектов данного класса. Показатели класса отображают пространственное распределение и рисунок одного типа объектов в пределах ландшафта, тогда как показатели ландшафта отображают пространственный рисунок мозаики ландшафта, рассматривая все типы объектов одновременно. Поэтому, даже притом, что многие из показателей объектов или ландшафта имеют аналогичные формулы, их интерпретации (трактовки) отличны.
Большинство показателей класса можно определить как показатели фрагментации, потому что с их помощью измеряют конфигурацию определенного типа объектов, тогда как большинство показателей ландшафта определяют более широко - как показатели разнородности ландшафта, потому что они отображают общий ландшафтный рисунок. Следовательно, важно интерпретировать каждый индекс в манере, соответствующей ее масштабу (объект, класс или ландшафт). Показатели объединены в группы следующим образом: показатели площади, плотности и границы (edge); показатели формы; показатели площади ядра (core area metrics); показатели изоляции и близости; показатели контраста; показатели распространения и разброса (contagion/interspersion); показатели связности и возможности соединения (connectivity); показатели разнообразия. В пределах каждой из этих групп показатели разбиты на: показатели уровня объекта; показатели уровня класса объектов; показатели уровня ландшафта. Рассмотрим указанные группы показателей подробнее. Формулы и буквенные обозначения показателей приведены в том виде, в котором они используются в программе. Кроме того, при расчете многих показателей конечный результат делится на 10000 для того, чтобы выразить показатели площадей в гектарах.
Показатели площади, плотности и границы. Данная группа показателей включает показатели, которые рассчитывают количество и размер объектов, а также плотность границ, создаваемых этими объектами (табл. 5).
Необходимо отметить, что периметр объекта равен общей длине контура объекта, включая внутренние контуры (в том случае, если в пределах объекта есть какие-либо другие объекты).
Радиус инерции представляет собой степень обширности, расширения объекта (measure of patch extent), при этом, чем больше объект, тем больше радиус инерции.
Показатель общей площади, равный сумме площадей всех объектов одного определенного класса, можно назвать мерой состава ландшафта, определяющей, какую часть ландшафта занимают объекты определенного класса.
Количество объектов определенного типа можно считать мерой подразделения или фрагментации этого типа объектов. Особенностью этого показателя является то, что сам по себе, без учета общей площади ландшафта он имеет ограниченную ценность, так как не передает никакой информации о площади, распределении или плотности объектов.
Применение морфометрического анализа при изучении озер Курганской области по космическим снимкам
Территория Курганской области, выбранная в качестве полигона исследования (рис.20), расположена на юго-западе Западно-Сибирской низменности в бассейне среднего течения реки Тобол. Рельеф области представляет собой наклонную равнину с уклоном в восточно-северо-восточном направлении [Новейшая тектоника..., 1981]. Данный уклон создает предпосылки для развития гидросети, с которой связаны системы озерных котловин долинного типа (рис. 21 а-1), приуроченных к долинам современных рек и прадолинам и имеющих вытянутую форму. Последние образовались в плиоцен-четвертичное время и обусловили сток поверхностных вод в северном направлении.
Обширные водораздельные пространства, сложенные лессовидными карбонатными суглинками, небольшой размах высот и отсутствие стока определили наличие на территории Курганской области суффозионно-просадочных процессов, в результате действия которых образовались озерные котловины одноименного типа (рис. 21а-2), характеризующиеся округлой формой. Междуречье рек Тобол, Миасс и Уй представляет собой равнину, характер рельефа которой определяют скопления огромных масс песков, залегающих на верхнечетвертичных супесях и суглинках. Пески переработаны эоловыми процессами, здесь развит холмистый рельеф. Холмы имеют плавные очертания и разделяются неглубокими понижениями. Для этой территории характерны озерные котловины эолово-дефляционного типа (рис. 216), которым присуща сложная, расчлененная форма.
Климат области - умеренно континентальный, с продолжительной холодной зимой (средняя температура января -18 С). Лето - теплое, с регулярными засухами (средняя температура июля +19С). Средняя годовая сумма осадков по территории области изменяется от 300 мм до 450 мм. Количество осадков уменьшается с северо-запада на юго-восток.
Главной водной артерией Курганской области является река Тобол, пересекающая область с юга на север. Другие крупные реки: Исеть и Миасс. Территория области отличается большой озерностью - здесь свыше трех тысяч озер, которые занимают более 5% территории. Сосредоточены онипреимущественно в северо-восточном и восточном районах области, что связано с близким залеганием водоупорного горизонта (глины нижнего олигоцена - верхнего эоцена), слабой дренированностью территории. Много озер в центральном и юго-западном районах (на междуречье рек Миасс и Уй). Озера области по размеру небольшие, сравнительно крупных насчитывается около 400, в том числе площадью свыше 1000 гектар — 20 и более 100 гектар - 350.
Из числа всех озер 3/4 - пресные [География Курганской..., 1993]. Они разбросаны по всей территории области, но большинство пресных озер сосредоточено в северо-западной и северной частях области. Соленые озера распространены преимущественно в южных и восточных районах Курганской области. Такое распространение связано с неравномерным распределением по территории области количества осадков и испарения, а также с разной степенью засоленности почв и подстилающих пород.
Озерность территории в пределах разных природных зон различна. Лесная зона занимает самую северную часть области, ее южная граница проходит примерно по долине реки Исеть. Количество осадков в пределах лесной зоны колеблется от 420-450 мм/год на западе до 380—400 мм/год на востоке [География Курганской ..., 1993], Большое количество осадков и относительно слабое испарение являются одними из факторов образования в этой зоне значительного числа озер, Основная часть территории Курганской области находится в пределах лесостепной зоны. Количество осадков колеблется от 420 мм/год на западе до 340-350 мм/год на востоке. Слабая дренированность территории, равнинный рельеф, наличие лессовидных суглинков и как следствие суффозионные процессы предопределяют высокую озерность восточной части этой зоны. Степная зона занимает территорию южной окраины области. Сумма осадков равна 300-320 мм/год. Большое количество озер в степной зоне, как и в лесостепной, определяетсятерриторий Анализируя работы по морфометрии озер Курганской области и прилегающих территорий, имеющих схожие природные условия, необходимо отметить, что выполнявшиеся исследования охватили западную часть Курганской области, а также Челябинскую, Свердловскую и Оренбургскую области. Морфометрия озер данной территории нашла свое отражение в ряде работ [Андреева, 1973; Еремеева и др., 1973; Черняева, Черняев, 1977;Черняева, 1983]. Для морфометрической характеристики озер авторы этих работ использовали такие показатели, как площадь, глубина, объем, коэффициент развития береговой линии (этот коэффициент аналогичен коэффициенту изрезанности береговой линии), показатель удельного водосбора (отношение площади водосбора к площади озера). В то же время характерно почти полное отсутствие работ по восточной части Курганской области и территориям, прилегающим к области с севера (юг Тюменской области). Исключением можно назвать работу [Черняева, Черняев, 1977], в которой авторы дали характеристику (химический состав воды озера, морфометрические данные) нескольких десятков озер востока Курганской
Изучение колебаний уровня озер по космическим снимкам с использованием морфометрического анализа
Для Курганской области характерны резкие колебания в состоянии водных ресурсов. В годы с повышенным и избыточным атмосферным увлажнением озера области находятся в удовлетворительном состоянии, а в годы с пониженным количеством осадков уровень озер снижается. При этомнадо отметить, что продолжительность периодов с пониженным увлажнением больше, чем продолжительность периодов с повышенным увлажнением [Шнитников, 1968]. На основе анализа литературы середины XVIII-XX веков и на основе фактических наблюдений над колебаниями уровня озер А.В. Шнитниковым установлено наличие хорошо выраженной внутривековой цикличности в режиме озер Западной Азии (рис.30). Было выяснено, что продолжительность циклов за 250 лет не выходила за пределы 19-47 лет. Трансгрессии всегда развиваются быстро и энергично, а регрессии наоборот медленно и заканчиваются рядом лет с режимом неустойчивого минимума.
Изменчивость уровня неодинаково отражается на озерах различных размеров. На озерах малых размеров ее проявления, как трансгрессивные, так и регрессивные, обнаруживаются быстро и в короткие сроки. На озерах крупных размеров такие явления (подъем и падение уровня) развиваются медленно. Шнитниковым было отмечено, что колебания уровней озер обладают некоторыми своего рода "индивидуальными" особенностями, зависящими преимущественно от локальных условий их бассейнов, озерных котловин [Шнитников, 1968].
По данным об уровнях озер, представленным в [Гидрологический ежегодник, 1966-1980а и б; Государственный водный кадастр..., 1982-1992], автором были составлены графики изменения уровня озер Курганской области (рис. 31а, 316). Анализируя эти графики, можно сделать вывод, что для озер разных природных зон прослеживаются существенные различия в колебаниях уровня.
На рис.31а видно, что на озерах лесной зоны цикличность не проявляется или имеет слабовыраженный характер, связанный с различием в ежегодном количестве осадков. Для озер степной и лесостепной зон в целом характерны резкие колебания уровня (рис. 316). Это связано с тем, что при малом количестве атмосферных осадков большую роль в водном балансе озера начинают играть грунтовые воды. В маловодные годы запасы верховодки уменьшаются, что приводит к еще большему обмелению озер.
Если сопоставить данные по осадкам за период с 1960 по 1995 гг. (рис.32) с данными о колебаниях уровней озер (рис. 316), то можно сделать вывод о наличии некоторой связи между ними (рис. 33). Большое количество осадков в 1964 г. вызвало повышение уровня озер в 1965 г. Засуха 1965 г. и относительно низкое количество осадков в 1967 г. привели к снижению уровня озер в 1968 г. на 30-50 см.
В последующие годы количество осадков превышало норму и достигло максимума в 1971 году. На озерах это отразилось повышением уровня -наблюдались самые высокие уровни за весь исследуемый период. С 1972 по 1981 гг. количество осадков было выше нормы только в три раза. Столь малое количество осадков вкупе с засухой 1975 г. предопределили тенденцию к снижению уровня озер в этот период. С 1982 г. отмечается незначительная тенденция к увеличению количества осадков, что привело к началу новой трансгрессии, длившейся 4 года с 1984 по 1988 гг.
В 1989 году уровни озер начали снижаться: среднегодовые уровни были ниже прошлогодних на 5-29 см и на 5-35 см ниже средних многолетних. Результаты сравнения данных позволяют сделать вывод о том, что величина выпавших за год осадков отражается на уровне озера через 1-2 года. Проследим связь между колебанием уровня и изменением морфометрического показателя (площадь водоема) на примере озера Половинное,
Озеро Половинное расположено в степной зоне в юго-юго-восточной части Курганской области в 10 км от границы с Казахстаном. На рис. 316 видно, что до 1969 года шло понижение уровня озера, причем значительное -уровень снизился на 70 см по сравнению с 1964 годом. С 1969 по 1971 год уровень озера резко повысился на 107 см, что связано с большим количеством осадков, выпавших в 1969 и 1970 гг. (483 и 480 мм соответственно при норме 380,7 мм/год). В последующие годы шло понижение уровня озера. Количество осадков за этот период составило в среднем 369 мм за год, что несколько ниже нормы. Малое количество осадков и как следствие незначительные запасы верховодки привели к тому, что за 14 лет уровень озера Половинное снизился на 2 м.
Колебания уровня озера можно проследить, сравнивая площадь озера за тот или иной период (рис.34). В ходе обработки космических снимков площади озера с 17,24 км до 15,58 км . Уменьшение составило 1,66 км или 9,63 % от площади озера в 1973 г. С 1984 года началось повышение уровня озера, обусловленное количеством осадков выше нормы в два предыдущих года. По результатам обработки снимков, полученных со спутников Ресурс-О и Terra за июль 1997 и 2002 годов соответственно площадь озера равна 16,8 и 19,25 км ; это увеличение площади на 1,22 и 3,67 км соответствует подъему уровня. Повышение уровня по сравнению с самым низким уровнем (в 1984) составило 23,56%.
Естественно, что колебания уровня озера отражаются не только на площади водоема, но и в его контуре. Наглядно это можно увидеть на рис. 35. При сопоставлении данных о площади и уровне озера прослеживается
