Індикатори кліматичних змін за даними супутникового моніторингу

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.33730/2077-4893.3.2025.340778

Ключові слова:

дистанційне зондування Землі, NDVI, NDMI, NDWI, стан рослинного покриву, інвазійні види, посухи

Анотація

У статті досліджено прояви кліматичних змін на території України та їхній вплив на стан екосистем із використанням сучасних методів дистанційного зондування Землі (ДЗЗ) і супутникових даних. Основною метою дослідження було виявлення наслідків впливу кліматичних змін на довкілля із залученням передових технологій дистанційного зондування Землі, зокрема, виявлення взаємозв’язку між підвищенням температури поверхні землі, змінами вегетаційного покриву, станом водних об’єктів та поширенням інвазійних видів. Дослідження проведено з використанням ГІС-технологій, супутникових засобів спостереження та збору даних у вигляді баз даних Giovanni, Copernicus та EО BROWSER. Аналіз температурних змін здійснено за допомогою супутника AIRS і платформи Giovanni на основі даних за 2010–2025 рр. Вегетаційні параметри оцінювалися за індексами NDVI, NDWI та NDMI із застосуванням супутників Sentinel-2. Результати показали стійку тенденцію до зростання температурних показників, пом’якшення зимових умов із підвищенням мінімальних температурних значень, скорочення періоду снігового покриву та зростання інтенсивності літніх теплових хвиль. Спостерігалося прогресивне підвищення показників NDVI, а також подовження вегетаційного періоду, зокрема в Рівненській обл., де початок вегетації змістився на три тижні раніше, що свідчить про адаптацію рослинного покриву до нових кліматичних умов. У роботі встановлено також зв’язок між кліматичним потеплінням та активним поширенням інвазійного виду Potamopyrgus antipodarum у Волинській та Одеській обл. Крім того, у регіонах із підвищеною температурою, особливо в Одеській обл., зафіксовано зменшення площі водної поверхні озер та зниження вологозабезпечення рослинності. Використання даних супутникового моніторингу дало можливість виявити просторово-часові закономірності змін і підтвердити чутливість природних і агроекосистем до кліматичних чинників. Результати дослідження акцентують на необхідності подальшого спостереження за динамікою екосистем для розробки адаптивних природоохоронних та агроекологічних стратегій, що є критично важливим для забезпечення сталого розвитку України в умовах глобальних кліматичних викликів

Посилання

Liu, Y., Tian, J., Liu, R., & Ding, L. (2021). Influences of Climate Change and Human Activities on NDVI Changes in China. Remote Sensing, 13(21), 4326. DOI: https://doi.org/10.3390/rs13214326.

IPCC. (2023). Climate Change 2023: Synthesis report. Summary for policymakers. Contribution of Working Groups I, II and III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. DOI: https://doi.org/10.59327/IPCC/AR6-9789291691647.001.

Arfasa, G., Owusu-Sekyere, E., & Doke, D. (2023). Climate Change Projections and Impacts on Future Temperature, Precipitation, and Stream flow in the Vea Catchment, Ghana. Environmental Challenges, 14, 100813. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.envc.2023.100813.

Шевченко, О. В., & Балабух, В. О. (2024). Вплив зміни клімату на природно-сільськогосподарське районування території України. Екологічні науки, 5(56), 222–231. DOI: https://doi.org/10.32846/2306-9716/2024.eco.5-56.34.

Polevoy, A., Kostiukievych, T., Tolmachova, А., & Zhygailo, О. (2021). The impact of climatic changes on forming the corn productivity in the western forest-steppe of Ukraine. Ukrainian Black Sea Region Agrarian Science, 25(1), 29–36. DOI: https://doi.org/10.31521/2313-092X/2021-1(109)-4.

Raichuk, L., Shvydenko, I., & Kuchma, T. (2024). Climatic risks and forest ecosystems: the interaction between deforestation and climate change. Збалансоване природокористування, 2, 56–62. DOI: https://doi.org/10.33730/2310-4678.2.2024.309922.

Zhong, Y., Xue, Z., Davis, C. C., Moreno-Mateos, D., Jiang, M., Liu, B., & Wang, G. (2022). Shrinking habitats and native species loss under climate change: A multifactorial risk assessment of China's inland wetlands. Earth's Future, 10, e2021EF002630. DOI: https://doi.org/10.1029/2021EF002630.

Potapov, P., Hansen, M. C., Pickens, A., HernandezSerna, A., Tyukavina, A., Turubanova, S., … Kommareddy, A. (2022). The global 2000–2020 land cover and land use change dataset derived from the Landsat archive: first results. Frontiers in Remote Sensing. DOI: https://doi.org/10.3389/frsen.2022.856903.

Global Land Project: Science Plan and Implementation Strategy. UNT Digital Library. URL: https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc12009.

Copernicus Land Monitoring Service. Copernicus Land Monitoring Service. URL: https://land.copernicus.eu/en.

Eisfelder, C., Asam, S., Hirner, A., Reiners, P., Holzwarth, S., Bachmann, M., …Kuenzer, C. (2023). Seasonal Vegetation Trends for Europe over 30 Years from a Novel Normalised Difference Vegetation Index (NDVI) Time-Series-The TIMELINE NDVI Product. Remote Sensing, 15(14), 3616. DOI: https://doi.org/10.3390/rs15143616.

Rani, S., Singh, S., & Purohit, S. (2024). Evaluating Daytime and Nighttime Land Surface Temperature Pattern and Trends in India: A Comparative Analysis of Satellite and Reanalysis Data. Earth Systems and Environment. DOI: https://doi.org/10.1007/s41748-024-00555-1.

NASA. AIRS Project: AIRS Instrument Suite overview. NASA Jet Propulsion Laboratory. URL: https://airs.jpl.nasa.gov/.

Барнет, К. (2019). Sounder SIPS: AQUA AIRS IR-only Level 3 CLIMCAPS: Comprehensive Quality Control Gridded Daily V2, Грінбелт, Меріленд, США, Центр даних та інформаційних послуг з наук про Землю імені Годдарда (GES DISC). DOI: https://doi.org/10.5067/BZBSA32DWAPN.

NASA. Giovanni: NASA Goddard Earth Sciences Data and Information Services Center. URL: https://giovanni.gsfc.nasa.gov/giovanni/.

European Space Agency. (2025). EO Browser. Copernicus Open Access Hub. URL: https://apps.sentinelhub.com/eo-browser/

Jutz, S., & Milagro-Pérez, M. P. (2018). 1.06 — Copernicus Program, Editor(s): Shunlin Liang, Comprehensive Remote Sensing, Elsevier, 150–191. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-409548-9.10317-3.

Olmos-Trujillo, E., González-Trinidad, J., JúnezFerreira, H., Pacheco-Guerrero, A., Bautista-Capetillo, C., Avila-Sandoval, C., & Galván-Tejada, E. (2020). Spatio-Temporal Response of Vegetation Indices to Rainfall and Temperature in A Semiarid Region. Sustainability, 12(5), 1939. DOI: https://doi.org/10.3390/su12051939.

Du, Y., Zhang, Y., Ling, F., Wang, Q., Li, W., & Li, X. (2016). Water Bodies’ Mapping from Sentinel-2 Imagery with Modified Normalized Difference Water Index at 10-m Spatial Resolution Produced by Sharpening the SWIR Band. Remote Sensing, 8(4), 354. DOI: https://doi.org/10.3390/rs8040354.

Знахідки чужорідних видів рослин та тварин в Україні. Сер.: Conservation Biology in Ukraine. (2023). (Вип. 29). Київ–Чернівці: Друк Арт. URL: https://uncg.org.ua/wp-content/uploads/2023/06/2_Chuzhoridni_20.06_compressed.pdf.

Satellite Applications and Research of NOAA’s National Environmental Satellite Data Information Services. URL: http://www.star.nesdis.noaa.gov/smcd/emb/vci/VH/.

Tarariko, O. H., Cruse, R. M., Ilienko, T. V., Kuchma, T. L., Kozlova, A. O., Andereiev, A. A., … Velychko, V. A. (2024). Impact of climate changes on agroresources of Ukrainian Polissia based on geospatial data. Agricultural Science and Practice, 11(2), 3–29. DOI: https://doi.org/10.15407/agrisp11.02.003.

QGIS Development Team. (n.d.). QGIS Geographic Information System (Ver. 3.34) [Computer software]. Open Source Geospatial Foundation.

Аністратенко, О. Ю., Дегтяренко, О. В., Аністратенко, В. В., & Фурик, Ю. І. (2023). Чужорідні види молюсків в континентальних водоймах України: від першої реєстрації до теперішнього часу. Знахідки чужорідних видів рослин та тварин в Україні. Сер.: Conservation Biology in Ukraine, 29, 15–25. URL: https://uncg.org.ua/wp-content/uploads/2023/06/2_Chuzhoridni_20.06_compressed.pdf.

Дегтяренко, О., Антоновський, О., & Аністратенко, В. (2019). Нові дані щодо видового складу молюсків Шацьких озер. У Фауна України на межі XX–XXI ст. Стан і біорізноманіття екосистем природоохоронних територій: Матеріали Міжнарод. зоологічної конф., присвяченої 220 річниці від дня народження О. Завадського (с. 64–66). Львів: СПОЛОМ. URL: https://bioweb.lnu.edu.ua/wpcontent/uploads/2019/09/Zbirnyk-SHats-k-2019_-1.pdf.

Дегтяренко, О. В., Антоновський, О. Г., & Аністратенко, В. В. (2021). «Пандемія» черевоногого молюска Potamopyrgus antipodarum (Gray, 1843) в Українському Поліссі. У Зоологія в сучасному світі: виклики XXI століття (с. 71). Київ. URL: http://mail.izan.kiev.ua/IZAN90-abstracts.pdf.

ERA5 ECMWF/Copernicus Climate Change Service. URL: https://developers.google.com/earth-engine/datasets/catalog/ECMWF_ERA5_MONTHLY#description.

Sanchez, C., Mena, F., Charfuelan, M., Nuske, M., & Dengel, A. (2024). Assessment of Sentinel-2 Spatial and Temporal Coverage Based on the Scene Classification Layer, IGARSS 2024 — 2024 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (pp. 4099–4103). Athens, Greece, DOI: https://doi.org/10.1109/IGARSS53475.2024.10642213.

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-08-22

Номер

№ 3 (2025)

Розділ

Статті

Ліцензія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Авторське право і ліцензування

Умови ліцензії: автори зберігають авторські права і надають журналу право першої публікації з роботою, одночасно ліцензованої за ліцензією Creative Commons Attribution License International CC-BY, яка дозволяє іншим ділитися роботою з визнанням авторства роботи і початкової публікації в цьому журналі.

Якщо стаття прийнята до публікації в «Агроекологічний журнал», автор повинен підписати угоду про передачу авторських прав. Угода відправляється на поштову (оригінал) або адресу електронної пошти (відсканована копія) редакції журналу.

Цією угодою автор підтверджує, що представлені матеріали:

  • не порушують авторських прав інших осіб або організацій;
  • раніше не публікувались в інших видавництвах і не були представлені для публікації в інших виданнях.

Автор передає редакції «Агроекологічного журналу» права на:

  • публікації статті українською (англійською) мовою і поширення її друкованої копії;
  • поширення електронної копії статті, а також електронної копії перекладу статті на англійську мову (для статей українською мовою), будь-якими електронними засобами (розміщення на офіційному сайті журналу, електронних баз даних, сховищ тощо) друкована копія перекладу.

Автор залишає за собою право без згоди редакції та засновників:

  1. Використовувати матеріали статті повністю або частково в ознайомлювальних цілях.
  2. Використовувати матеріали статті повністю або частково для написання власних дисертацій.
  3. Використовувати матеріали статті для підготовки тез доповідей, доповідей конференцій, а також усних доповідей.
  4. Додати електронні копії статті (включаючи остаточну електронну копію, завантажену з офіційного сайту журналу) за адресою:
    • персональні веб-ресурси всіх авторів (веб-сайти, веб-сторінки, блоги тощо);
    • веб-ресурси установ, в яких працюють автори;
    • некомерційні веб-ресурси відкритого доступу (наприклад, arXiv.org).

У всіх випадках наявність бібліографічного посилання на статтю або гіперпосилання на її електронну копію на офіційному сайті журналу є обов'язковим.