| 1. | Наименование проекта | Методика дистанционной оценки характеристик неизученных озер зон многолетней мерзлоты с использованием спутниковой информации и математического моделирования |
|---|---|---|
| 2. | Регистрационный номер ЦИТИС: | 124052400026-2 |
| 3. | Исполнитель | Санкт-Петербургский федеральный исследовательский центр РАН |
| 4. | Ведомственная принадлежность | Минобрнауки России - наука |
| 5. | Заказчик | РНФ |
| 6. | Вид финансирования | грант |
| 7. | Вид НИОКТР | Фундаментальная НИР |
| 8. | Приоритетное направление (основное) | Нет данных |
| 9. | Приоритетное направление (дополнительное) | Нет данных |
| 10. | Критическая технология (основная) | Нет данных |
| 11. | Критическая технология (дополнительная) | Нет данных |
| 12. | Приоритет Стратегии НТР России | Противодействие техногенным, биогенным, социокультурным угрозам, терроризму и экстремистской идеологии, деструктивному иностранному информационно-психологическому воздействию, а также киберугрозам и иным источникам опасности для общества, экономики и государства, укрепление обороноспособности и национальной безопасности страны в условиях роста гибридных угроз |
| 13. | Общее тематическое направление | Рациональное природопользование, климат, экология |
| 14. | Приоритетное арктическое направление (основное) | Метеорология и мониторинг окружающей среды |
| 15. | Приоритетное арктическое направление (дополнительное) | Гидрология |
| 16. | Аннотация | Стратегия развития Арктической зоны Российской Федерации направлена на активное изучение и освоение Арктики, в том числе и ее природных ресурсов. Озера являются неотъемлемой частью природных ландшафтов арктического региона РФ, источником питьевого и хозяйственного водоснабжения. На спутниковых снимках в пределах Арктической зоны РФ дешифрируется более 2.5 млн водоемов. Суммарная площадь водной поверхности арктических озер составляет ~160 тыс. км2, или чуть менее половины суммарной площади водной поверхности всех естественных водоемов РФ [Измайлова, 2016; Румянцев и др., 2018]. Абсолютное большинство малых и средних озер арктических территорий являются неизученными главным образом из-за их труднодоступности. Целью настоящего исследования является разработка (впервые в нашей стране) методики дистанционной оценки термических характеристик озер площадью от 0.01 до 100 км2 зоны многолетней мерзлоты нашей страны на основе методов математического моделирования с использованием спутниковых снимков подстилающей поверхности, баз данных метеорологического реанализа и геостатистических зависимостей между морфометрическими характеристиками озер различных озерных районов. Основными источниками информации по морфометрическим параметрам изученных типичных озер являются базы данных HydroLakes [https://doi.org/10.1038/ncomms13603] и WORLDLAKE (разработка ИНОЗ РАН). Эти базы содержат наиболее достоверную информацию о морфометрических параметрах озер мира. В зоне многолетней мерзлоты рассматриваются изученные озера в пределах 9 озерных регионов РФ [Измайлова, 2016], для которых должны быть получены геостатистические зависимости средней глубины озера от площади акватории, которая дешифрируется по спутниковым снимкам. В качестве инструмента для оценки термических характеристик озер зоны многолетней мерзлоты с площадью акватории до 100 км2 использован усовершенствованный вариант одномерной модели гидротермодинамики озера FLake (www.lakemodel.net), адаптированной к условиям многолетней мерзлоты за счет модификации параметризации теплообмена через границу раздела вода-дно. По географическим координатам и привязанным к ним данным метеорологического реанализа ERA5 (https://www.ecmwf.int/en/forecasts/datasets/reanalysis-datasets/era-interim) проводится выборка необходимых для расчетов метеорологических данных. Данные о глубине озера и метеоусловиях подаются на вход модели FLake. Рассчитываются теплоперенос между атмосферой, льдом, водой и донными отложениями, температура у поверхности воды и у дна, профиль температуры воды по глубине, профиль температуры в донных отложениях, дата образования ледового покрова, его продолжительность и толщина, глубина слоя сезонного протаивания донных отложений в озерах зоны многолетней мерзлоты. По результатам численных экспериментов оцениваются возможные изменения гидротермодинамики озер под влиянием ретроспективных (по данным реанализа) и прогностических климатических изменений. В качестве прогностической климатической информации предполагается использовать результаты моделирования климата, полученные в ходе работы межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) для шестого оценочного цикла (2016 – 2022). Результатом проекта будет методика дистанционной оценки характеристик озер с площадью до 100 км2 зоны многолетней мерзлоты, не требующая сложно реализуемых контактных измерений, что крайне важно для труднодоступных, неизученных или малоизученных северных территорий нашей страны. Кроме того, будут получены важные ретроспективные и прогностические оценки возможных изменений термического режима выбранных в пределах каждого озерного региона тестовых озер в результате климатических изменений. Измайлова А.В. Водные ресурсы озер Российской Федерации // География и природные ресурсы. 2016. No 4. С. 5–14. Румянцев В.А., Измайлова А.В., Крюков Л.Н. Состояние водных ресурсов озер арктической зоны Российской Федерации // Проблемы Арктики и Антарктики. 2018. Т. 64, № 1. С.84–100. |
| 17. | Начало проекта | 12.02.2024 |
| 18. | Завершение проекта | 31.12.2025 |