Карбоновый полигон и погодная нейросеть: как «Сириус» реагирует на изменения климата

Поставленные цели

Параллельно с Конгрессом молодых ученых в Объединенных Арабских Эмиратах проходит 28-я Конференция сторон Рамочной конвенции ООН об изменении климата, где подводят итоги первых лет реализации Парижского соглашения. Этот международный документ 2015 года ратифицировали 186 стран, договорившись вместе бороться с выбросами парниковых газов и глобальным потеплением. Правда, говорить о достижении этих целей пока очень рано, отметила член-корреспондент РАН и доктор биологических наук Анна Романовская, возглавляющая Институт глобального климата и экологии имени Ю. А. Израэля.

Мир пока не в состоянии встать на трек, который ведет нас к выполнению целей Парижского соглашения

Анна Романовская

А что в России? В прошлом году была запущена федеральная научно-техническая программа в области экологического развития и климатических изменений на 2021–2030 годы, а также Единая национальная система мониторинга климатически активных веществ. На территории страны действуют 17 карбоновых полигонов. Там разрабатывают методы точного подсчета объема выбросов и их поглощения. А буквально месяц назад, 26 октября Президент Владимир Путин утвердил обновленную Климатическую доктрину России, согласно которой власти страны намерены достичь углеродной нейтральности не позднее 2060 года.

Карбоновый полигон в Калининградской области Фото: © пресс-служба Минобрнауки России

«В новой доктрине особо подчеркивается, что реализация политики низкоуглеродного развития должна строиться на научно обоснованных подходах. Это значит, что мы должны опираться на независимые исследования, посвященные глобальному потеплению и методам реагирования на эту проблему. При этом нельзя ограничиваться одним лишь изучением причин и последствий изменений климата — для эффективного ответа на этот вызов нужно применять новые технологические решения», — считает руководитель Фонда «Талант и успех» и председатель Совета федеральной территории «Сириус» Елена Шмелева.

Сессия «Климатические исследования: шанс сохранить природу» на третьем Конгрессе молодых ученых в «Сириусе» Фото: Юрий Славин / Пресс-служба «Сириуса»

По ее словам, сложность поставленных задач в том, что у них нет универсальных решений. Каждому региону страны нужно составить свой комплексный план адаптации к изменениям климата в соответствии со спецификой: структурой экономики, промышленности, размером территории, объемами природных ресурсов. Речь идет и о защите от природных бедствий, и о внедрении энергосберегающих технологий, и о других мерах.

Над таким планом, основанным на научно обоснованных подходах и применении современных технологий, мы сегодня работаем и в «Сириусе»

Елена Шмелева

Чтобы принимать взвешенные решения, нужен большой массив данных. Исследования в разных сферах науки постепенно формируют полную картину. Например, российские ученые 30 лет собирали данные о метане, который хранится в подводной мерзлоте на арктическом шельфе нашей страны. 

«Концентрация метана над Арктикой на 8–10 % выше, чем где-либо. На российском шельфе в морях восточной Арктики на территории России сосредоточено более 80 % всей подводной мерзлоты на нашей планете и гигантские запасы гидратов метана. Удалось доказать, что потепление влияет на деградацию наземной мерзлоты, которая является мощным источником двуокиси углерода и дестабилизации подводной мерзлоты — источника метана», — объясняет член-корреспондент РАН и доктор географических наук Игорь Семилетов, возглавляющий лабораторию арктических исследований в Тихоокеанском океанологическом институте Дальневосточного отделения РАН.

Важный источник информации о состоянии планеты — спутники. Во многих странах создают целые группировки таких аппаратов для зондирования и мониторинга. Россия не исключение, рассказывает Игорь Кожелин, генеральный директор компании SR-Data, которая анализирует данные, получаемые с орбиты.

«Спутники способны отслеживать, сколько выделяется углекислого газа, метана и других видов газов. В настоящее время мы создаем первый кубсат, способный отслеживать парниковые газы. Для такой большой страны, как наша, применение космических спутников является оптимальным решением. Для своего проекта мы выстраиваем следующую цепочку создания технологических решений: это спутниковые группировки для мониторинга разом больших областей, создание систем из беспилотных летательных аппаратов для уточнения изменений на данных территориях и карбоновые полигоны. Такая технология позволит собрать данные, проанализировать их и сделать необходимые выводы. Мы намерены создавать группировки ориентировочно из 80 кубсатов, которые будут нацелены на выявление определенных газов», — говорит он.

Беспилотный летательный аппарат «Стерх» компании SR Drones — «дочки» SR Space Фото: © SR SPACE

Микроклимат в «Сириусе»

Но не только о глобальных проблемах говорили на III Конгрессе молодых ученых. Вспомнили и сильнейший шторм, обрушившийся на этой неделе на Черноморское побережье. Климат становится другим, и подобные эксцессы будут происходить чаще, прогнозируют синоптики. Поэтому на федеральной территории создается система комплексного мониторинга местной экосистемы. Этим займутся специалисты Международного центра в области экологии и вопросов изменения климата Университета «Сириус». 

В воскресенье, 26 ноября, на «Сириус» обрушился мощный шторм Фото: Пресс-служба «Сириуса»

«Мы запускаем в Центре комплексный мониторинг состояния наземных и водных экосистем Черноморского побережья Кавказа. Ученые намерены разрабатывать и апробировать новые технологии обработки и интерпретации получаемых данных с применением самых передовых технологий, в том числе искусственного интеллекта. Среди приоритетных направлений — сохранение уникального биоразнообразия. Еще одной важнейшей задачей станет прогнозирование опасных природных явлений», — рассказала Елена Шмелева. 

Совместно с другими ведущими институтами страны в «Сириусе» формируют программу развития климатических исследований. А Университет подал заявку в Минобрнауки о создании своего карбонового полигона.

На федеральной территории появится углеродно нейтральный университетский кампус мирового уровня с применением самых передовых технологий по аналогии с объектами олимпийского наследия, которые тоже строились по такому принципу.

Проект по созданию в «Сириусе» университетского кампуса вошел в число победителей конкурса, объявленного в прошлом году. Он является частью национального проекта «Наука и университеты», реализуемого Минобрнауки России. Проект направлен на привлечение талантливой молодежи в науку, повышение вовлеченности профессионального сообщества в эффективное решение стратегически важных вопросов в научной сфере, а также на формирование у граждан страны полного представления о прорывных достижениях российской науки при взаимодействии государства, научного сообщества и бизнеса.

Таким видят будущий университетский кампус участники образовательных программ «Сириуса» Изображение: Шарипова Арина, Землянская Елизавета,
Наумышева Виктория, Дадашева Милана

Еще одно приоритетное направление — строительная климатология. В «Сириусе» будут проводить гидрометеорологическую экспертизу при проектировании объектов городской инфраструктуры и разрабатывать решения для адаптации общественной среды федеральной территории к изменениям климата. 

В «Сириусе» запущены экологические программы для школьников в Образовательном центре. Кроме того, в текущем году новое направление по климату и экологии дополнило конкурс «Большие вызовы». А Университет «Сириус» в последнем месяце уходящего года проведет образовательную программу по технологиям углеродно нейтрального строительства совместно с Институтом глобального климата и экологии им. Ю. А. Израэля.