Профессор ЮГУ Сергей Григорьевич Пятков получил грант
Российского научного фонда. Проект учёного стал победителем конкурса «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами». Теперь в течение двух лет научно-исследовательская работа по проекту будет вестись при поддержке РНФ.
Доктор физико-математических наук исследует парниковые газы болотных систем севера Западной Сибири. Для их мониторинга учёный разрабатывает математические модели и методы. Сегодня это один из ключевых мировых научных трендов.
«Проблемы глобального изменения климата вызывают большой интерес в силу их огромной практической значимости. Круговорот углерода, как одного из наиболее интенсивных процессов в биосфере, в значительной степени определяет климат планеты», - отмечает Сергей Григорьевич.
Глобальный круговорот углерода изучался в международном проекте GCP (Global Carbon Project), на эту тему также опубликовано большое количество статей и монографий. Однако здесь остаётся ещё много белых пятен.
«Особый интерес вызывает исследование этого процесса в локальных экосистемах, где значимым элементом являются болота, а также велико воздействие человека. Последнее обстоятельство, в частности, связано с нефтедобычей, а также применением углекислого газа для увеличения эффективности нефтеотдачи пластов. Всё это характерно для нашего округа», - добавил учёный.
Новый подход, который разрабатывается в стенах Югорского государственного университета, имеет принципиальное отличие от уже существующих.
«Важную роль здесь играют создание и анализ математических моделей, описывающих протекающие в биосфере динамические процессы. Традиционный подход с использованием значений характеристик, полученных из эксперимента, часто приводит к неверным результатам. Поэтому задача определения параметров модели является актуальной», - рассказал автор проекта.
Прежде всего предполагается более широкое использование математических моделей и методов. В задачах определения потоков парниковых газов важную роль играют и натурные наблюдения, в частности, замеры концентраций парниковых газов и других параметров (скорости ветра, температуры и пр.) на реальных болотных системах, в том числе в Мухрино.
По информации ученого, в задачах определения теплового режима почв, процессов поглощения метана предполагается использовать как уже имеющиеся данные в литературе, так и новые, полученные с помощью натурных наблюдений. Здесь исследование связано с неопределенностью значительного количества параметров модели системы (граничных условий, теплоёмкости, теплопроводности, коэффициента диффузии и т.д.), которые и предполагается определять по данным замерам.
Трудности исследования связаны с тем, что в почвах происходит сложный взаимосвязанный термодинамический процесс. Идёт миграция воды, осуществляется как конвективный, так и диффузионный перенос газов, а также они поглощаются бактериями (метанотрофами) в почве. Всё это усложняет теоретические исследования и методы численного построения решений.
«Исследования газообмена болотных экосистем особенно актуальны в связи с необходимостью инвентаризации основных наземных источников СО2 и метана, являющихся основными парниковыми газами», - добавил исследователь.
Результатами научного проекта станут новые алгоритмы и методы, которые позволят моделировать динамику, прогнозировать концентрации углерода в экосистемах на основе новых знаний и измерениях циклов углерода в экосистемах «растения-почва», а также, изучать последствия антропогенного воздействия на экосистему, что чрезвычайно важно для нефтедобывающего региона. Разработанные модели и методы могут быть использованы и на других территориях, необходима лишь соответствующая адаптация моделей.
«На основе полученных результатов возможно построение новых численных алгоритмов и создание комплексов программ для решения конкретных экологических задач, создание базы современной автоматизированной сети мониторинга потоков углерода и инновационной системы обработки и анализа данных», - резюмировал Сергей Григорьевич.
Наработки в этом направлении могут стать частью сервисов по формированию оценок и прогнозирования углеродной ёмкости территории. Однако такие сервисы невозможны без других важных компонентов, например, спутникового мониторинга.
