Изменение состояния поверхностных водных объектов напрямую связано с рисками для здоровья людей и биоразнообразия. В водах обнаруживаются химикаты, способные накапливаться в пищевых сетях, и вещества, представляющие опасность для питьевой воды. Кроме того, загрязнение увеличивает вероятность вспышек заболеваний, связанных с водными путями передачи.
Загрязнение рек, озёр и подземных вод
Отчёт Европейского агентства по окружающей среде (European Environment Agency — EEA) 2026 года показывает, что водные ресурсы Европы остаются под значительным давлением человеческой деятельности и изменяющегося климата, а цели по обеспечению устойчивого состояния рек, озёр и подземных вод остаются далёкими от выполнения.
Согласно данным отчёта Europe’s State of Water 2024, лишь около 37% поверхностных водных объектов в Европе достигли «хорошего» или «высокого» экологического статуса, а лишь 29% были признаны имеющими «хороший химический статус» в 2021 году. Для подземных вод ситуация относительно лучше, однако значительные риски сохраняются из-за загрязнения нитратами и пестицидами.
Экологический и химический статус вод оценивается в соответствии с требованиями директивы ЕС по Атмосферно-водной рамочной стратегии (Water Framework Directive). Эта директива поставила цель обеспечить «хорошее состояние» всех водных объектов к 2015 году, но срок был перенесён на 2027 год из-за недостаточного прогресса.
Аналитики EEA выявили несколько ключевых источников проблем, которые систематически ухудшают качество вод:
— Сельское хозяйство остаётся крупнейшим источником давления, включая интенсивный забор воды, а также попадание в водные системы питательных веществ (удобрений) и пестицидов. Это приводит к эвтрофикации, распространению химических загрязнителей и ухудшению качества экосистем.
— Химическое загрязнение сохраняется на высоком уровне: такие вещества, как ртуть, устойчивые органические загрязнители и пестициды, продолжают влиять на состояние рек и озёр, несмотря на меры по ограничению выбросов.
— Гидроморфологические изменения (например, дноуглубительные работы, плотины и изменение русел рек) нарушают природные процессы, снижая способность экосистем к самоочищению и регенерации.
НИА «Экология»
Эти процессы снижают способность водных организмов поддерживать устойчивые сообщества и ухудшают природные функции рек и озёр.
Климатические изменения усиливают давление на водные ресурсы Европы: более частые засухи, экстремальные осадки и наводнения ускоряют деградацию рек и водохранилищ и усиливают водный стресс. Согласно анализу, примерно 30% территории Европы и около 30% её населения сталкиваются с водным дефицитом ежегодно. Изменение климата также может усиливать концентрацию загрязнителей в водах и увеличивать риски для здоровья человека: повышение температуры способствует росту патогенов, а загрязнители становятся более активными.
Отчёт EEA показывает: несмотря на годы регулирования и политики, прогресс в улучшении качества вод остаётся ограниченным. Существующие меры позволили избежать дальнейшего ухудшения в некоторых регионах, но широкомасштабного улучшения статуса водных объектов не достигнуто.
Чтобы приблизиться к целям директивы ЕС и повысить устойчивость водных систем в условиях изменения климата, эксперты предлагают:
— усилить контроль над сельскохозяйственными выбросами и подходами к использованию воды;
— расширить мероприятия по восстановлению гидроморфологических условий рек и береговых экосистем;
— интегрировать климатическую и водную политику для повышения общего уровня устойчивости;
— активнее внедрять инновационные подходы к мониторингу и очищению вод, включая цифровые методы оценки качества.
Водные ресурсы — ключевой элемент устойчивой экосистемы, экономики и здоровья населения. Несмотря на многолетние усилия по улучшению качества вод и управлению ими, как показывает отчет, большая часть поверхностных вод и значительная доля подземных ресурсов в Европе всё ещё далеки от «хорошего состояния», как того требует законодательство ЕС.
В Тасмании река Кинг остаётся одним из самых показательных примеров долгосрочного экологического ущерба: отдельные её участки учёные называют «биологически мёртвыми». Причина — более чем вековая добыча меди, последствия которой сохраняются до сих пор.
Основной источник загрязнения — исторические разработки месторождения Маунт-Лайелл, начавшиеся в конце XIX века. В течение десятилетий отходы добычи напрямую сбрасывались в притоки реки, прежде всего в Куин-Ривер, откуда загрязнение распространялось по всей системе. Даже после закрытия рудника и прекращения масштабных сбросов проблема не исчезла. В отвалах и хвостохранилищах остаются миллионы тонн сульфидных пород, которые при контакте с водой и воздухом образуют кислотный дренаж. В результатреку продолжают поступать тяжёлые металлы — медь, цинк и железо.
Последствия проявляются на уровне экосистемы. В нижнем течении реки практически исчезли чувствительные виды водных организмов — насекомые, формирующие основу пищевых цепей. Вместо разнообразной экосистемы остаются лишь отдельные устойчивые к загрязнению виды. Рыба в наиболее загрязнённых участках практически отсутствует.
Проблема усугубляется тем, что загрязнение накапливается в донных отложениях и поймах. Более 90% металлов переносится именно с осадками, что делает их долговременным источником вторичного загрязнения. При паводках эти вещества вновь попадают в воду и распространяются вниз по течению.
Река Кинг. Стефан Ловгрен
Влияние выходит за пределы самой реки. Загрязнение достигает залива Маккуори, где накапливается в донных отложениях и создаёт дополнительные риски для морских экосистем, включая редкие виды рыб.
При этом визуально река может выглядеть «живой» — вода течёт, берега покрыты растительностью. Но, как отмечают исследователи, под этой внешней «нормальностью» сохраняется деградированная система, в которой нарушены базовые экологические процессы.
Ситуация осложняется климатическими факторами. В западной части Тасмании выпадает большое количество осадков, и сильные дожди регулярно вымывают загрязнённые отложения, усиливая распространение токсичных веществ. Ожидается, что изменение климата и рост экстремальных осадков будут только усиливать этот эффект.
Несмотря на десятилетия исследований и попыток восстановления, полностью решить проблему пока не удаётся. Загрязнение носит накопительный характер, а его устранение требует масштабных и дорогостоящих мер, включая стабилизацию отходов и очистку водосборных территорий.
Смотрите также... |
История реки Кинг стала показательным примером для других стран. Учёные отмечают, что подобное «наследственное» загрязнение характерно для сотен тысяч километров рек по всему миру, особенно в регионах с исторической добычей полезных ископаемых.
Изменение уровня воды в реках
Впервые космическая миссия под руководством НАСА и Франции отслеживала изменения уровня воды в реках Земли от месяца к месяцу в течение года и обнаружила значительно меньшие колебания, чем предполагалось на основе предыдущих моделей. Рекордная засуха в Амазонии, вероятно, повлияла на данные, полученные спутником Surface Water and Ocean Topography (SWOT). Полученные результаты также раскрывают новые подробности о подводной топографии русел рек по всему миру.
Запущенный в 2022 году, спутник SWOT — результат сотрудничества НАСА и французского космического агентства CNES (Национальный центр космических исследований). Это первый спутник, способный с высочайшей точностью исследовать не только океан, но и почти все озера и реки мира. Хотя SWOT не измеряет абсолютный объем рек, он может отслеживать изменение их ширины, уровня поверхности и уклона с течением времени, сообщила пресс-служба НАСА в марте 2026 года.
Традиционно гидрологи полагались на модели для расчета изменений объема воды в реках или умножали оценки высоты, полученные с помощью альтиметра, на оптические или радиолокационные оценки ширины. В отличие от них, прибор SWOT измеряет оба параметра — высоту и ширину — одновременно, используя свой чувствительный радиолокационный интерферометр Ka-диапазона (KaRIn), который отражает микроволны от поверхности воды и измеряет время, необходимое для возвращения сигнала. В исследовании, опубликованном в журнале Nature, проанализировано почти 1,6 миллиона таких наблюдений.
Анализ показывает, что уровень воды в примерно 127 000 участках рек колебался в период с октября 2023 года по сентябрь 2024 года. В совокупности объемы рек изменились почти на 83 триллиона галлонов (313 кубических километров). Это примерно на 28% меньшее колебание, чем самые низкие предыдущие оценки, и этот результат, вероятно, искажен крайне засушливыми условиями в этот период в Амазонии, где протекает самая большая река Земли по объему воды.
Даже в условиях засухи уровень воды в реке Амазонке менялся в течение года сильнее, чем в любой другой реке, принимая и теряя более 45 триллионов галлонов (172 кубических километра) — этого достаточно, чтобы покрыть весь штат Калифорния слоем воды толщиной более фута.
На этом концептуальном изображении, созданном художником, солнечный свет отражается от одной из солнечных панелей спутника SWOT. Антенны ключевого прибора миссии — радиолокационного интерферометра Ka-диапазона (KaRIn) — собирают данные вдоль полосы шириной 30 миль (50 километров) по обе стороны от спутника. CNES
Что еще более удивительно, объемы самой длинной реки в мире, Нила, изменились меньше, чем ожидалось, — всего на 2,2 триллиона галлонов (8,5 кубических километров). Возможные объяснения включают строительство плотин выше по течению и сильную засуху, а также сложности, связанные с освоением работы с новым спутниковым прибором.
Седрик Дэвид, руководитель исследовательской группы SWOT, проводившей работу в Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии, заявил, что полученные результаты являются первыми, и роль динамики крупных пойм еще предстоит полностью определить. Тем не менее, такой анализ до сих пор оставался недоступным. В некоторых районах редко встречаются гидрологические посты, а некоторые русла слишком удалены для проведения лодочных и наземных исследований. Давние вопросы, такие как скорость течения рек и объем дождевой и талой воды, поступающей в них, усугубляли неопределенность.
«Мы начинаем разбираться в действительно сложных вопросах, для решения которых и был создан SWOT-анализ», — сказал Дэвид. «Это только начало».
Отслеживание рек по мере их подъема и спада также помогает ученым визуализировать то, что трудно наблюдать лично: форму берегов и русел рек. Такие контуры влияют на все, от судоходства до наводнений, но во многих местах они остаются практически не нанесенными на карту, отметил Арно Сербело, научный сотрудник Лаборатории реактивного движения (JPL), один из руководителей исследования.
Новые данные SWOT позволяют изучить русла рек, варьирующиеся от вогнутых до выпуклых, от крутых до пологих, от стабильных до сильно изменчивых. Например, в реках Амазонка, Миссисипи, Ориноко, Янцзы, Ганг, Меконг и Енисей наблюдаемые уровни воды колеблются более чем на 10 метров (32 фута) от пика до минимума.
«Последствия этого выходят далеко за рамки гидрологии и помогут нам понять, как вода перемещается по глобальной земной системе», — сказал Сербело.
Запущенный в декабре 2022 года с космодрома Ванденберг в Калифорнии, спутник SWOT в настоящее время находится на этапе эксплуатации, собирая данные, которые будут использоваться для исследований и других целей. Спутник SWOT был разработан совместно НАСА и CNES при участии Канадского космического агентства (CSA) и Космического агентства Великобритании. Лаборатория реактивного движения НАСА, управляемая для агентства Калифорнийским технологическим институтом (Caltech) в Пасадене, штат Калифорния, возглавляет американскую составляющую проекта. В качестве полезной нагрузки для полетной системы НАСА предоставило прибор KaRIn, научный приемник GPS, лазерный ретроотражатель, двухлучевой микроволновый радиометр и обеспечило работу приборов НАСА. Партнеры НАСА из CNES предоставили систему доплеровской орбитографии и радиопозиционирования, интегрированную со спутником, двухчастотный высотомер Poseidon (разработанный Thales Alenia Space), радиочастотную подсистему KaRIn (совместно с Thales Alenia Space и при поддержке Космического агентства Великобритании), спутниковую платформу и наземные операции. Мощный передатчик KaRIn был предоставлен CSA. НАСА предоставило ракету-носитель, а программа запуска агентства, базирующаяся в Космическом центре имени Кеннеди во Флориде, управляла соответствующими услугами по запуску.
Арктические реки и сток с суши приносят огромные объемы пресной воды в Северный Ледовитый океан, влияя на соленость морской воды, образование морского льда и океаническую циркуляцию, тем самым играя важную роль в регулировании теплового баланса Земли.
По мере сокращения сетей мониторинга на севере страны ученые обратились к спутниковым данным, чтобы восстановить данные о речном стоке и расходе воды за два десятилетия, выявив поразительную мозаику региональных изменений, поскольку повышение температуры и изменение характера осадков неравномерно и неожиданно преобразуют гидрологическую систему Арктики, сообщила пресс-служба ЕКА в марте 2026 года.
Арктические реки извиваются по отдалённой тундре и бореальным лесам, замерзая зимой и разливаясь весной от талого снега, в конечном итоге впадая в океан. Сток – вода, которая не впитывается в землю, а течёт по поверхности суши, – ещё больше увеличивает объём пресной воды, поступающей в море.
В совокупности эти арктические воды регулируют поступление пресной воды в океан, что влияет на климатические процессы, выходящие далеко за пределы полярного региона. Помимо последствий изменения климата, понимание этих потоков важно для прогнозирования доступности пресной воды для нужд человека и дикой природы.
Смотрите также... Немного о кошках: история одомашнивания и интересные факты о поведении домашних питомцев |
Однако таяние снега, оттаивание вечной мерзлоты и изменение характера выпадения осадков трансформируют эти обширные сети пресноводных водоемов, питающих Северный Ледовитый океан. Поскольку Арктика нагревается гораздо быстрее, чем в среднем по миру, необходимость изучения этих систем возрастает.
На протяжении десятилетий расход воды в реках контролировался с помощью измерительных станций, установленных вдоль берегов. Однако поддержание работоспособности приборов в отдаленных районах Арктики является дорогостоящим и логистически сложным процессом, поэтому многие станции были выведены из эксплуатации.
В результате ученым становится все труднее отслеживать, как гидрология Арктики реагирует на стремительные изменения климата. Спутники, вращающиеся над Арктикой, предлагают альтернативный подход.
В рамках проекта STREAM-NEXT Европейского космического агентства по изучению дистанционного зондирования Земли для общества исследователи разработали новый способ оценки речного стока и поверхностного стока в Арктике из космоса.
Арктический сток 2003–2022 гг.. ЕКА
В статье журнала Remote Sensing of Environment описывается, как ученые использовали спутниковые наблюдения для оценки речного стока и поверхностного стока по всему Арктическому региону в период с 2003 по 2022 год.
Исследовательская группа под руководством Научно-исследовательского института геогидрологической защиты Национального исследовательского совета Италии в сотрудничестве с Университетом Перуджи интегрировала данные о запасах воды, полученные в ходе гравитационных миссий GRACE и GRACE Follow-On, проводимых Немецким аэрокосмическим центром НАСА, данные о влажности почвы из проекта ESA Climate Change Initiative Soil Moisture, данные о снежном покрове из проекта ESA Climate Change Initiative Snow, а также информацию об осадках из продукта данных IMERG НАСА, чтобы рассчитать, как вода перемещается по арктическим речным системам.
Данный подход основан на гидрологической модели, специально адаптированной к арктическим условиям, и, что важно, вместо использования местных приборов, модель STREAM работает исключительно на основе спутниковых наблюдений.
Модель была первоначально откалибрована с использованием данных из 15 крупнейших арктических речных бассейнов, а затем распространена на регионы, где отсутствуют измерительные приборы, что позволило создать ежедневный общеарктический набор данных о стоке и речном расходе, основанный исключительно на спутниковых данных.
На карте показан ежемесячный сток за период 2003–2022 годов и указаны 15 соответствующих речных бассейнов.
Используя этот новый метод, основанный на данных, исследователи подсчитали, что арктические реки ежегодно доставляют в Северный Ледовитый океан примерно 4760 кубических километров пресной воды, что согласуется с оценками, полученными на основе показаний измерительных приборов, и тем самым повышает уверенность в новом подходе.
Около 80% этой пресной воды поступает из евразийских речных бассейнов, что подчеркивает доминирующее влияние сибирских водосборных бассейнов на условия в Северном Ледовитом океане.
Один из важнейших выводов исследования заключается в том, что гидрологические изменения в Арктике неравномерны. Как показывает карта, в период с 2003 по 2022 год тенденции стока значительно различались по регионам. В одних районах наблюдалось увеличение стока, в других — его снижение.
Франческо Леопарди из Университета Перуджи, ведущий автор статьи, сказал: «Хотя ожидаемая реакция пан-арктического региона на изменение климата предполагает общее увеличение стока, оценки, основанные на спутниковых данных, показывают более неоднородную картину.
«В Арктике поток пресной воды меняется неравномерно; вместо этого регион демонстрирует неоднородные изменения. В некоторых районах становится больше воды, в то время как в других, таких как бассейн реки Маккензи, наблюдается снижение стока».
«В целом, эти результаты ставят под сомнение представление о повсеместно «более влажной» Арктике, подчеркивая вместо этого систему, претерпевающую неравномерные и регионально контрастные изменения».
Интерактивный график показывает суточный расход воды в реке Маккензи в Канаде с 2003 года, где светло-голубая линия представляет измеренный расход воды на гидрологическом посту, а темно-синяя линия указывает на результаты моделирования с использованием модели STREAM.
Река Маккензи. ЕКА
Эта пространственная сложность отражает взаимодействие таких факторов, как повышение температуры воздуха, изменение характера осадков, изменения снежного покрова и ледников, а также эволюция условий вечной мерзлоты.
Такие разнообразные реакции согласуются с более широкими исследованиями, показывающими, что арктические речные системы реагируют по-разному в зависимости от региональных климатических и ландшафтных характеристик. Другими словами, Арктика в целом не просто становится более влажной или более засушливой – происходит реорганизация ее водного цикла.
Более того, это новое исследование подчеркивает более масштабную трансформацию, происходящую в сфере наблюдения за Землей. Спутники все чаще выступают в качестве основных систем мониторинга окружающей среды, а не в качестве дополнительных инструментов.
В частности, предстоящая миссия ЕКА по изучению гравитации следующего поколения (NGGM) обеспечит частые и высокоточные измерения гравитации, предоставляя беспрецедентные данные о распределении и переносе массы в земной системе, включая движение воды. Многократно составляя карты гравитационного поля Земли с течением времени, ученые смогут определить, где хранятся вода и лед, и, что особенно важно, как меняются эти резервуары.
Хотя использование гравитации для измерения запасов воды — в реках, озерах, грунтовых водах и льду — может показаться нелогичным, небольшие временные изменения гравитационного поля Земли отражают сдвиги массы, вызванные изменением объемов воды и льда.
NGGM войдет в состав одной пары спутников в рамках совместной миссии ESA–NASA MAGIC, наряду со второй парой спутников из миссии NASA–DLR GRACE-C.
Дистанционное зондирование уже лежит в основе глобальных измерений потери льда, изменений растительности и повышения уровня моря. В полярных регионах, где полевые измерения сложны и дорогостоящи, спутниковые гидрологические данные являются единственным практическим способом поддержания непрерывных наблюдений на протяжении десятилетий.
Комментировать в ВконтактеСмотрите также... HTML, CSS-шпаргалка с примерами - тег IMG, figure и picture. Адаптирование, форматирование, эффекты Полный список обработчиков событий HTML / Javascript с примерами |
