Версия для печати
Вернуться к списку

Томские ученые создали метод для дистанционной оценки количества парниковых газов

В Институте оптики атмосферы им. В. Е. Зуева СО РАН (Томск) группой ученых созданы алгоритмы и программы, позволяющие с помощью нейронных сетей эффективно решать задачи дистанционного определения концентраций парниковых газов с космических платформ.

«С каждым годом комплекс проблем, связанных с исследованиями Арктики, изучением процессов глобального потепления и увеличения концентрации парниковых газов в атмосфере, становится всё актуальнее, — поясняет старший научный сотрудник лаборатории лидарных методов ИОА СО РАН кандидат технических наук Александр Яковлевич Суханов. — Для создания точных прогностических моделей климата важно оперативно и с высокой точностью измерять концентрации атмосферных газов, определять тенденции их изменения, выявлять источники и поглотители газов. Поэтому во всем мире разрабатываются различные методы регионального и глобального контроля атмосферных параметров».

По словам ученого, в основном измерения концентраций парниковых газов ведутся пассивными методами с использованием инструментов, регистрирующих отраженное от поверхности Земли солнечное излучение. Например, это делает орбитальная углеродная обсерватория NASA, один из спутников группировки «Дневной поезд» — название неслучайно, поскольку такие измерения возможны лишь в дневное время. Кроме того, подобными средствами по техническим причинам проблематично снять качественные показания в районе полюсов, а ученым принципиально важно охватить Арктический регион.

Поэтому предпочтительнее использовать активные измерительные системы, имеющие собственные источники излучения, например лидары космического базирования, которые с высот 400—800 км позволяют определять количественные характеристики парниковых газов во всей толще атмосферы Земли. Сотрудниками ИОА СО РАН предложен перспективный метод восстановления концентраций газов по характеристикам отраженного от Томским ученым удалось совершить настоящий прорыв в решении задачи определения характеристик парниковых газов — с минимальной погрешностью рассчитать высотные профили концентрации углекислого газа и метана. Как отметил Александр Суханов, успеху проекта способствовал скачок технологий в области нейронных сетей, что позволило применить искусственный интеллект в самых разных сферах, в том числе в области расчетов профилей концентрации углекислого газа и метана. В ходе выполнения проекта сотрудники лаборатории лидарных методов использовали опыт коллег из других лабораторий института, специализирующихся на расчетах характеристик линий поглощения молекул атмосферных газов и на разработке специальных информационных систем, предоставляющих обширные массивы данных по указанным характеристикам.

В течение 2020 года ИОА СО РАН планирует присоединиться к французско-немецкому проекту MERLIN, цель которого — измерение из космоса концентрации метана в атмосфере Земли.