| 1. | Наименование проекта | Потоки и изотопный состав метана над неоднородными ландшафтами вечной мерзлоты в Арктике и торфяных болот в Сибири |
|---|---|---|
| 2. | Регистрационный номер ЦИТИС: | 122032300458-6 |
| 3. | Исполнитель | Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН |
| 4. | Ведомственная принадлежность | Минобрнауки России - наука |
| 5. | Заказчик | РНФ |
| 6. | Вид финансирования | грант |
| 7. | Вид НИОКТР | Поисковая НИР |
| 8. | Приоритетное направление (основное) | Рациональное природопользование |
| 9. | Приоритетное направление (дополнительное) | Нет данных |
| 10. | Критическая технология (основная) | Технологии мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды, предотвращения и ликвидации ее загрязнения |
| 11. | Критическая технология (дополнительная) | Нет данных |
| 12. | Приоритет Стратегии НТР России | Возможность эффективного ответа российского общества на большие вызовы с учетом возрастающей актуальности синтетических научных дисциплин, созданных на стыке психологии, социологии, политологии, истории и научных исследований, связанных с этическими аспектами научно-технологического развития, изменениями социальных, политических и экономических отношений |
| 13. | Общее тематическое направление | Рациональное природопользование, климат, экология |
| 14. | Приоритетное арктическое направление (основное) | Метеорология и мониторинг окружающей среды |
| 15. | Приоритетное арктическое направление (дополнительное) | |
| 16. | Аннотация | роект MICHAEL ставит своей целью оценку репрезентативности локальных измерений эмиссий метана традиционно используемых для оценок региональных эмиссий. Основные задачи проекта следующие: 1) Количественная оценка микро- и мезомасштабной изменчивости эмиссии метана, его изотопного состава, турбулентных потоков тепла и влаги, радиационных потоков; 2) Исследование влияния неоднородностей ландшафта на эмиссии метана, его изотопный состав и составляющие баланса тепла и влаги. 3) Оценка адекватности и дальнейшее развитие существующих методов учета влияния неоднородностей ландшафта, применяемых для оценок региональной эмиссии метана, а также в численных моделях климатической системы. Решение этих задач опирается на совместное использование традиционных и новых оригинальных методов измерений в сочетании с численным моделированием. Измерительные кампании будут проводится на двух научных станциях: на острове Самойловский в дельте Лены и в Мухрино в центральной части Западной Сибири. Первая расположены среди мерзлотных ландшафтов, преимущественно полигональной тундры, а вторая находится среди торфяных болот. Обе станции входят в международную сеть INTERACT и имеют развитую инфраструктуру. На обеих станциях ведутся непрерывные многолетние наблюдения потоков парниковых газов и составляющих теплового баланса. Во время интенсивных измерительных кампаний в рамках проекта MICHAEL эти непрерывные наблюдения дополнят измерения с помощью беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) следующих параметров: турбулентных потоков тепла и метана, поток коротковолновой и длинноволновой радиации, вертикальных профилей концентрации и изотопного состава метана. Будут задействованы три системы на базе БПЛА: БПЛА самолетного типа для метеорологических наблюдений, включая турбулентные пульсации трех компонент скорости ветра и температуры; квадрокоптер для измерения вертикальных профилей концентрации метана и отбора проб воздуха для дальнейшего лабораторного анализа; БПЛА самолетного типа вертикального взлета и посадки, измеряющий турбулентный поток метана. БПЛА будут совершать измерения в различных районах в радиусе до 10 км от стационарных наблюдений и, в результате, позволят получить трехмерные поля турбулентных статистик, потоков тепла, концентраций и эмиссий метана. В дополнение к натурным наблюдениям, в рамках проекта будет использована модель деятельного слоя суши, входящая в модель климатической системы Института вычислительной математики РАН INMCM5. Модель будет задействована для воспроизведения баланса тепла и влаги деятельного слоя, а также углеродного цикла на сезонных и суточных масштабах. Модель будет адаптирована к исследуемым ландшафтам и верифицирована на основе сравнения с данными наблюдений. На основе результатов моделирования будут сделаны оценки влияния подсеточных неоднородностей ландшафтов на эмиссию метана и баланс тепла и влаги. Также будет сделан вывод о том, можно ли рекомендовать данную версию модели деятельного слоя суши в качестве инструмента, который может быть использован для оценки региональных выбросов метана. Для периодов измерительных кампаний, численная модель атмосферы Weather Research and Forecasting (WRF) с высоким разрешением будет использована для оценки влияния неоднородностей ландшафта и синоптических условий на динамику атмосферного пограничного слоя и энергообмен атмосферы с подстилающей поверхностью. Особое внимание уделяется анализу свойств пограничного слоя атмосферы и мезомасштабных циркуляций, которые могут сильно повлиять на изменчивость концентрации метана. Результаты моделирования дополняют наблюдения для оценки суточного цикла свойств пограничного слоя, турбулентных масштабов, связанных со стратификацией и высотой пограничного слоя, процессов горизонтальной и вертикальной адвекции и возможного влияния удаленных источников. Результаты моделирования по сравнению с наблюдениями также используются для оценки параметризации турбулентного обмена, используемого в модели WRF. Результаты выполнения проекта используются в учебном процессе при проведении полевых практик, лекционных и семинарских занятой со студентами соответствующих специальностей географического факультета Московского государственного университета и Югорского государственного университета. |
| 17. | Начало проекта | 01.02.2022 |
| 18. | Завершение проекта | 15.12.2024 |