Известно, что Япония в марте 2011 года пережила ужасную аварию на атомной электростанции (АЭС) «Фукусима-1». Радиационному заражению подверглись население, земля, вода, воздух, растительность на большой территории. Власти Японии сделали запрос в МАГАТЭ о поддержке в сфере экологического мониторинга и исследований влияния радиации на флору, фауну и здоровье людей.

Украина в 1986 году пережила подобную трагедию. Вот уже 27 лет ученые и специалисты разного профиля исследуют последствия катастрофы на Чернобыльской АЭС. Наиболее эффективным методом ведения оперативного мониторинга значительных территорий является дистанционное зондирование по материалам космических съемок. К тому же уровень радиации в зоне отчуждения остается достаточно высоким. Именно такие методы успешно используют ученые Научного Центра аэрокосмических исследований Земли (ЦАКИЗ) Института геологических наук Национальной академии наук Украины во главе с академиком НАН Украины В.И. Лялько.

Технологии космического мониторинга, разработанные в ЦАКИЗ, и полученные результаты привлекли внимание японских специалистов, которые изучают сегодня проблемы, связанные с аварией на АЭС «Фукусима-1». По инициативе японской стороны были проведены два украинско-японских научных семинара (Токио, 27 февраля – 6 марта 2013 г. и Киев, 15 и 18 июля 2013 г.), на которых ученые Токийского университете поделились своими проблемами, касающихся исследований последствий радиационного загрязнения окружающей среды, а украинские ученые предложили свои варианты решения этих проблем (рис. 1, 2 и 3).

Учасники спільних завіркових польових досліджень в районі АЕС “Фукусіма-1” (березень 2013 р.)

Рис. 1. Участники совместных заверочных полевых исследований в районе АЭС «Фукусима-1» (март 2013 г.): слева направо: д-р С.А. Станкевич (ЦАКИЗ), д-р А.И. Сахацкий (ЦАКИЗ), заместитель председателя Государственного агентства Украины по управлению зоной отчуждения Д.Г. Бобро, проф. А. Ивасаки (RCAST,Токийский университет), проф. С. Наказука (INSTEC, Токийский университет), старший эксперт С. Йошимото (INSTEC, Токийский университет).

С 18 по 25 ноября 2013 г. сотрудники Центра д. г.-м. н. А.И. Сахацкий и д. т. н. С.А.Станкевич посетили японских коллег из Токийского университета. В научном диалоге с японской стороной принимали участие сотрудники Инновационного центра наноспутниковых технологий (INSTEC) во главе с профессором кафедры аэронавтики и астронавтики Токийского университета Шиничи Наказука (S. Nakasuka) и профессором Научного центра передовой науки и технологии (RCAST) при Токийском университете Акира Ивасаки (A. Iwasaki).

Инновационный центр наноспутниковых технологий (INSTEC) Токийского университета реализует программу разработки серии микроспутников семейства Hodoyoshi. Эта программа финансируется правительством Японии и направлена на развитие инновационных микроспутников и их запусков для создания эффективных методов мониторинга земного покрытия, в том числе в пределах зоны отчуждения АЭС «Фукусима-1». Первый запуск микроспутника серии Hodoyoshi планируется на первую половину 2014 года. В Научном центре передовой науки и технологии (RCAST) Университета Токио (лаборатория проф. А. Iwasaki) проводится накопление и анализ данных космических наблюдений в рамках программы мониторинга зон отчуждения АЭС «Фукусима-1» и Чернобыльской АЭС на основе спутниковой информации, включая данные будущих микроспутников Hodoyoshi. Программа финансируется Министерством образования, культуры, спорта, науки и технологии (МEXT) Японии.

Итогом проведенных семинаров, деловых встреч и дискуссий стало решение японской стороны использовать опыт ЦАКИЗ и заключить договор на проведение совместных научных исследований. Между ЦАКИЗ и Токийским университетом был подписан контракт на исполнение работ от 21 ноября 2013 г. по классификации растительных покровов в пределах зоны отчуждения АЭС «Фукусима-1» на основе снимков спутниковой системы Landsat. Согласно этому контракту запланировано проводить работы на загрязненных территориях, используя данные от разных спутников, что будет способствовать преодолению последствий аварии на атомных станциях «Фукусима-1» и Чернобыльской.

Основным заданием первого этапа совместных работ является изучение возможностей обработки имеющихся многоспектральных космических снимков и данных наземных наблюдений для экологического мониторинга территорий отчуждения Фукусима/Чернобыль, главным образом, на основе анализа спектральных характеристик растительности. Поэтому главная цель исследований на данном этапе работ состоит в улучшении использования спутниковых данных для мониторинга земного покрытия, особенно растительности, в районе аварии на АЭС «Фукусима-1» и Чернобыльской, где остается высокий уровень радионуклидного загрязнения территории.

Исследовательские задачи включают предварительную обработку спутниковых и наземных данных, оценку риска вторичного выброса радионуклидов вследствие пожара на загрязненной территории, анализ экологического состояния растительности в зоне радионуклидного загрязнения, используя разные вегетационные индексы, структурную интерпретацию спутниковых изображений исследуемого района с использованием линеаментного анализа для определения областей интенсивной миграции радионуклидов в подземные горизонты.

 

На рис. 2 приведен отклассифицированный снимок Landsat-5 (05.04.2011 г.) района аварии «Фукусима-1», классификация выполнена специалистами ЦАКИЗ в рамках указанного контракта.

Результати класифікації рослинного покриву на основі знімка Landsat-5 (5 квітня 2011 р.) в районі АЕС Фукусіма-1 (одержано фахівцями ЦАКДЗ)

Рис. 2. Результаты классификации растительного покрова на основании снимка Landsat-5 (5 апреля 2011 г.) в районе АЭС «Фукусима-1» (получены специалистами ЦАКИЗ). Условные обозначения: сосна красная – красный цвет, сосна черная – фиолетовый, кедр – оранжевый, кипарис – желтый, другие лиственные деревья – темно-зеленый, дуб – коричневый, лиственница – сиена, луга – зеленовато-желтый, водно-болотные угодья – голубой, населенные пункты – серый, техногенные объекты – светло-серый, вода – синий.

Специалистами ЦАКИЗ предложено использовать спутниковый мониторинг зон отчуждения Чернобыльской АЭС и АЭС «Фукусима-1» для картирования риска вторичного выброса адсорбированных растительностью радионуклидов вследствие пожаров на загрязненных территориях. Адаптированы существующие количественные модели оценки вероятности возникновения и распространения пожаров для базовых типов биомов зон отчуждения, разработаны необходимые алгоритмы и программное обеспечение количественного картирования рисков. Предыдущие результаты количественного оценивания риска внутри зоны отчуждения «Фукусима-1» по многоспектральным изображениям Landsat проиллюстрированы рис. 3.

Карта ризику вторинної емісії радіонуклідів внаслідок природної пожежі в районі АЕС Фукусіма-1 (одержано фахівцями ЦАКДЗ)

Рис. 3. Карта риска вторичной эмиссии радионуклидов вследствие естественного пожара в районе АЭС «Фукусима-1» (создана специалистами ЦАКИЗ).