| 1. | Наименование проекта | Технология энтропийно-рандомизированного прогнозирования динамики метана в термокарстовых озерах зоны многолетней мерзлоты в условиях современных климатических изменений |
|---|---|---|
| 2. | Регистрационный номер ЦИТИС: | 122120100032-4 |
| 3. | Исполнитель | Югорский НИИ информационных технологий |
| 4. | Ведомственная принадлежность | Правительство Ханты-Мансийского автономного округа |
| 5. | Заказчик | РНФ |
| 6. | Вид финансирования | грант |
| 7. | Вид НИОКТР | Фундаментальная 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 | Объективная оценка выбросов и поглощения климатически активных веществ, снижение их негативного воздействия на окружающую среду и климат, повышение возможности качественной адаптации экосистем, населения и отраслей экономики к климатическим изменениям |
| 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 | Проект направлен на решение фундаментальной проблемы развития методов мягкого и жесткого рандомизированного оценивания и прогнозирования, ориентированных на обработку, анализ и прогнозирование природных явлений на основе космических снимков поверхности Земли. Процедуры рандомизированного оценивания и прогнозирования предполагают формирование оценок плотностей распределения характеристик моделей в условиях неопределенности, уровень которой измеряется в энтропийных индикаторах. Указанные оценки строятся на основе имеющихся пакетов данных, и могут реализовываться при балансировании их с выходом модели (жесткая рандомизация), и приближении к ним выхода модели в терминах выбранного критерия (мягкая рандомизация). Развиваемая методологическая база и технология ориентированы на оценку и прогноз динамики полей термокарстовых озер в зонах мерзлоты с целью определения запасов метана и углекислого газа в озерах криолитозоны ХМАО и прилегающих территорий российской Арктики в условиях современных глобальных изменений природных процессов. Предполагается разработка соответствующих информационных технологий для компьютерной реализации развиваемых методов. Одной из главных проблем современности стало глобальное потепление климата, формирующее вызовы мировому сообществу в последние десятилетия. Осознание этого послужило поводом для принятия Мирового соглашения по климату, подписанного правительствами большинства стран и направленного на разработку мер, способных не допустить повышение среднегодовой температуры Земли более чем на 2 °С до конца века. Разработка таких мер на региональном уровне для северных регионов России невозможна без формирования обоснованных прогнозов изменения объемов эмиссии метана и углекислого газа, которые могут быть определены на основе знаний о динамике полей озер на территории региона на ближайшие десятилетия. В связи с этим актуальность разработки информационной технологии рандомизированного прогноза динамики полей термокарстовых озер в зонах мерзлоты на основе методов мягкого и жесткого рандомизированного оценивания и прогнозирования, не имеющих альтернативы в мире, не вызывает сомнения. Актуальность результатов предлагаемого проекта определяется новизной подхода к прогнозированию в виде рандомизированных ансамблей, который является новой парадигмой в прогнозировании. Рандомизированный ансамбль содержит прогнозные траектории с оптимальными оценками вероятностных характеристик их параметров. Рандомизированные ансамбли могут быть использованы для прогнозирования в различных областях, например, демографии, в моделировании климата и др. Кроме этого, актуальность исследований, предлагаемых в проекте, обеспечивается важностью проблемы генерации последовательностей случайных векторов с заданной плотностью. Несмотря на существование большого количества методов генерации, они ориентированы на использование плотностей определенных классов, в то время как в задачах, на решение которых ориентирован проект, плотности распределения вероятностей могут иметь любую морфологию. Основой проекта являются оригинальные методы энтропийно-робастного оценивания и прогнозирования, построенные на базе рандомизированных моделей. Предлагаемые методы позволяют получить энтропийно-оптимальную апостериорную плотность распределения вероятностей оцениваемых параметров модели при «наихудших», в терминах энтропии, шумах измерений. Новизна предлагаемых методов определяется использованием нового подхода к оцениванию и прогнозированию, позволяющего получать состоятельные и эффективные оценки в условиях ограниченных объемов эмпирических данных. |
| 17. | Начало проекта | 01.04.2022 |
| 18. | Завершение проекта | 31.12.2024 |