Новости
НИС "Академик Мстислав Келдыш" в Баренцевом море. Фото: Алексей Толстиков / ИВПС КарНЦ РАН
16 мая 2023
Российские ученые создают систему моделирования и прогнозирования климата в Арктике

Систему моделирования и прогнозирования климата в Арктике создают ученые Карельского научного центра РАН и Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова в рамках крупного федерального проекта. Сейчас ведется разработка численной модели Северного Ледовитого океана и его атмосферы. Такая система необходима для планирования крупных инвестиционных проектов, зависящих от возможных последствий изменения климата.
Карельский научный центр РАН и Главная геофизическая обсерватория (г. Санкт-Петербург) работают над созданием многоцелевой системы моделирования и прогнозирования регионального климата в Арктике, которая необходима для управления экологическими и климатическими рисками в России и прилегающих территориях и акваториях.

Работа ведется в рамках важнейшего инновационного проекта государственного значения (ВИП ГЗ) «Единая национальная система мониторинга климатически активных веществ». Со стороны Карельского научного центра РАН в разработке участвуют сотрудники Института прикладных математических исследований (ИПМИ) и Института водных проблем Севера (ИВПС).

Ученые создают совместную цифровую модель всего Северного Ледовитого океана со льдом и атмосферой. Она, в частности, сможет давать сценарии, что будет происходить в Арктике при изменении того или иного климатического фактора. Например, как будет таять лед при дальнейшем потеплении климата.

– Численная модель — один из способов изучения реальности. Например, что происходит в океане? Там есть течения, горизонтальные и вертикальные. У воды есть соленость и есть температура, они меняются. Меняется уровень моря. В море стекает пресная вода рек, попадают осадки. Воду приводит в движение ветер. Она испаряется с поверхности. Возникает и тает лед, при этом соль вытесняется в воду или, наоборот, вода распресняется. Рассчитать все это — и есть задача численного моделирования океана, – пояснил старший научный сотрудник лаборатории моделирования природно-технических систем ИПМИ КарНЦ РАН Илья Чернов.

Старший научный сотрудник лаборатории моделирования природно-технических систем ИПМИ КарНЦ РАН Илья Чернов
Старший научный сотрудник лаборатории моделирования природно-технических систем ИПМИ КарНЦ РАН Илья Чернов

Создание системы началось в 2022 году. Для старта ученые имели серьезный задел. В Главной геофизической обсерватории разработана и успешно применяется модель атмосферы Арктики. Модель Северного ледовитого океана со льдом FEMAO в России была создана в начале 2000-х годов доктором физико-математических наук Николаем Яковлевым из Института вычислительной математики им. Г.И. Марчука РАН. У карельских ученых накоплен большой опыт работы с ней: с 2011 года они работают над численной моделью Белого моря JASMINE, адаптировав FEMAO к особенностям водоема.

– Нам необходимо модернизировать и объединить эти две модели – атмосферы и океана – так, чтобы они успешно обменивались данными. Только тогда можно будет делать достоверные прогнозы. Но это непросто. Модели созданы в разных координатных системах. Кроме того, у них не совпадают географические границы. Эти и другие проблемы мы и пытаемся сейчас решить, – рассказал Илья Чернов.

По словам руководителя лаборатории географии и гидрологии ИВПС КарНЦ РАН Алексея Толстикова, в географии существуют различные подходы к выделению даже отдельных морей в Арктике.

– Например, в Северной Атлантике три моря – Норвежское, Гренландское и Ирмингера – часто определяют как одно (море GIN). Мы решили рассматривать их отдельно. В целом мы уже пришли к консенсусу, какую акваторию и каким образом мы рассматриваем. Теперь предстоит техническая работа по заданию границ между морями. Особенно сложны для моделирования жидкие границы, когда одно море переходит в другое, – добавил Алексей Толстиков.

В проекте ученый занимается верификацией: сравнивает, как данные моделирования согласуются с данными измерений, собранными в ходе различных экспедиций и полевых работ, а также с информацией, полученной спутниковыми методами исследования.

Руководитель лаборатории географии и гидрологии ИВПС КарНЦ РАН Алексей Толстиков
Руководитель лаборатории географии и гидрологии ИВПС КарНЦ РАН Алексей Толстиков

– Когда данные моделирования и измерений не совпадают, мы ищем ошибку: где-то динамика течения получается выше, где-то границы или речной сток заданы не совсем точно, где-то завышена толщина льда. Мы смотрим, с чем это связано, работаем над тем, чтобы устранить причины и улучшить результат, – рассказал Алексей Толстиков.

Эта технология уже отработана карельскими учеными на численной модели Белого моря. Опыт оказался успешным – корректность работы системы JASMINE доказана. Так, сейчас ученые параллельно занимаются созданием численной модели беломорского льда, и в ноябре 2022 года они сверили ее работу со спутниковыми наблюдениями. В результате данные моделирования оказались сопоставимыми с реальными.

Финальным этапом федерального проекта станет внедрение объединенной модели в структуру сезонных и сценарных климатических прогнозов. Эта работа важна для планирования и реализации крупных инвестиционных проектов, результат которых зависит от оценок долгосрочных изменений климата в регионах. Многим отраслям экономики также приходится адаптироваться к климатическим изменениям – система моделирования позволит заблаговременно учесть факторы риска. Наконец, численные модели водных объектов помогают установить зоны антропогенного воздействия и предсказать последствия возможных экологических катастроф.

Фото: Алексей Толстиков, Мария Дмитриева / КарНЦ РАН

Смотрите также:

Измерение линейного прироста Sphagnum riparium. В кадре научный сотрудник Института биологии КарНЦ РАН Виктор Миронов
1 октября 2026
Лунные фазы «включают» чувствительность сфагнового мха к геомагнитному полю

Магнитное поле Земли может оказывать влияние на рост растений, однако его воздействие сложно распознать среди более сильных сигналов среды: температуры, света и влажности. Длительный полевой мониторинг, проведённый в Институте биологии КарНЦ РАН, показал, что рост болотного мха Sphagnum riparium становится чувствительным к вариациям геомагнитного поля лишь в короткие периоды вокруг новолуния и полнолуния. Результаты исследования, опубликованные в международном журнале Plant Biology, показывают, что при поиске биологических эффектов геомагнитного поля необходимо учитывать не только силу магнитных возмущений, но и фазу лунного цикла, при которой проводится наблюдение.
Конференция состоялась в рамках годичного собрания Общества физиологов растений России. Фото: пресс-служба ДГУ
30 сентября 2026
Карельские ученые представили результаты исследования механизмов управления ростом растений на конференции в Махачкале

Ученые из Института биологии и Института леса КарНЦ РАН Татьяна Шибаева, Наталия Галибина и Ирина Теслюк приняли участие во Всероссийской конференции «Закономерности распространения, воспроизведения и адаптации растений и животных», которая состоялась в Махачкале в рамках годичного собрания Общества физиологов растений России. Исследователи представили результаты работ, посвященных изучению механизмов регуляции и управления ростом растений, в том числе сельскохозяйственных культур и древесных пород.
29 сентября 2026
Пять аспирантов КарНЦ РАН получили именные стипендии

Пять аспирантов Карельского научного центра РАН будут в течение года получать именные стипендии. Согласно распоряжению Главы Республики Карелия Артура Парфенчикова это решение принято в соответствии с Законом Республики Карелия «Об именных стипендиях Республики Карелия обучающимся по основным профессиональным образовательным программам» и назначаются студентам, аспирантам, ординаторам и ассистентам-стажерам, обучающимся по образовательным программам высшего образования в КарНЦ РАН, а также ПетрГУ, Петрозаводской государственной консерватории имени А.К.Глазунова и ряде других образовательных учреждений.
Ведущий научный сотрудник Института леса КарНЦ РАН Владимир Ананьев
26 сентября 2026
Наука в лицах
Лесовод Владимир Ананьев: «Лес – это жизнь»

На юге Карелии находится крупнейший в Европе массив коренных таежных лесов. Они охраняются в пределах Национального парка «Водлозерский». Некоторым соснам и елям здесь насчитывается по 350 лет! Эти многовековые зеленые массивы рассказывают нам о том, как растет и развивается лес в естественных условиях. Но услышать этот рассказ может не каждый. Лесовод Владимир Ананьев уже 30 лет изучает леса «Водлозерского»: сотни деревьев он знает «в лицо» и следит за их судьбой. Лес отвечает ему благодарностью. Сегодня заслуженному работнику лесного комплекса Карелии исполняется 80 лет. Поздравляем Владимира Александровича с юбилеем!
24 сентября 2026
Дайверы обследовали Онежские петроглифы под водой

В августе 2026 года дайверы-волонтеры провели обследование петроглифов Онежского озера, которые были обнаружены в 1973 экспедицией знаменитого ученого-археолога, доктора исторических наук Юрия Савватеева. Исследования, проведенные дайверами, помогли определить координаты места расположения наскальных рисунков, оказавшихся под водой вследствие природного воздействия. Находка способствует воссозданию общей картины центральной группы петроглифов на мысе Кладовец Нос.