Новости
Средиземное море. Фото: Илья Чернов / ИПМИ КарНЦ РАН
10 января 2026
Новая модель рассеяния света может помочь в оценке и прогнозировании состояния морских систем

Международный коллектив ученых разработал трехпотоковую модель рассеяния света в море. Используя спутниковые данные о поступающем и излученном потоках света, она дает информацию о состоянии вод: наличии в них примесей, концентрации фитопланктона, загрязнений и других показателях. Систему уравнений для этой работы написал старший научный сотрудник ИПМИ КарНЦ РАН Илья Чернов. Модель успешно протестирована в Средиземном море, у исследователей есть интерес к ее апробации в Арктике.
Ученые из Италии, России и Франции разработали трехпотоковую математическую модель интенсивности излучения. С помощью данных дистанционного зондирования она способна определять биогеохимические свойства морской воды. Это важно для понимания качества и состояния экосистемы. Результаты работы опубликованы в престижном международном научном журнале Scientific Reports.

Распространение света в толще воды – это сложный процесс. Профессор Национального института океанографии и прикладной геофизики (Италия) Паоло Лаццари выделяет три потока излучения: прямой падающий свет, падающий, но уже рассеянный в воде свет и восходящий свет, отраженный ото дна или частиц в воде.

С помощью спутниковых и иных данных, ученые получают данные о том, сколько света попало на воду и сколько вышло. Как правило, второй сигнал всегда более слабый, потому что многие компоненты морской толщи рассеивают и поглощают свет. Специальные уравнения, написанные для этой модели старшим научным сотрудником Института прикладных математических исследований КарНЦ РАН Ильей Черновым, позволяют просчитать по данным спутника, какое количество света «потерялось» на глубине. Используемые в математической системе коэффициенты говорят о том, какие именно частицы и в каком количестве его задержали.

– Упрощенно говоря, спутник видит темное пятно. Люди или алгоритмы предполагают: это может быть нефть, планктон, песок и так далее. Мы же работаем с математическими и физическими расчетами. После подбора коэффициентов так, чтоб рассчитанный сигнал стал соответствует наблюдаемому, мы можем утверждать, что темное пятно – это конкретные частицы определенного размера на известной глубине. Эта схема помогает детально описать, что происходит в море, чтобы это были не просто предположения, но данные, основанные на расчетах, – пояснил доктор технических наук Илья Чернов.

Старший научный сотрудник Института прикладных математических исследований КарНЦ РАН Илья Чернов
Старший научный сотрудник Института прикладных математических исследований КарНЦ РАН Илья Чернов. Фото: Виктория Швецова / служба научных коммуникаций КарНЦ РАН

Ученые апробировали трехпотоковую модель на Средиземном море. В его акватории оборудован участок Boussole, где установлен автономный стационарный буй, отбирающий пробы биооптических параметров каждые 15 минут, и проводятся ежемесячные океанографические экспедиции для отбора проб биооптических параметров. Испытание проводилось на таких компонентах как содержание в воде хлорофилла а и окрашенного растворенного органического вещества. Результаты работы модели оказались сопоставимы с данными, полученными с помощью физических датчиков.

– Заполонить акватории всех морей датчикам невозможно, поэтому на помощь приходят спутники. Использование данных дистанционного зондирования и математические расчеты позволяют получить данные о состоянии морской системы на большой территории, – отметил карельский ученый.

При этом эксперты подчеркивают: при оценке работы системы необходимо учитывать зависимость биооптических и физических параметров от различных экологических регионов.

«Эксперименты по изучению чувствительности показывают влияние возмущений параметров на участке Буссоль, но важно дополнительно оценить, как этот подход работает в других областях, где оптические параметры фитопланктона могут сильно отличаться: различный состав пигментов может влиять на поглощение, или различное распределение по размерам может влиять на спектральную форму коэффициента обратного рассеяния», – говорится в заключении научной статьи.

У авторов работы есть интерес к проведению подобного исследования на арктических системах, в частности, в Белом море. Математик из Карелии Илья Чернов и биогеохимик из Италии Паоло Лаццари активно сотрудничают на протяжении десяти лет в рамках работы над математической моделью JASMINE, которая описывает динамику вод и льда Белого моря.

Смотрите также:

16 октября 2026
В Институте экономики КарНЦ РАН прошла серия встреч, посвящённых применению цифровых технологий государством, бизнесом и НКО

В Институте экономики КарНЦ РАН прошла серия встреч, посвященных применению цифровых технологий в научно-образовательной сфере, в системе управления государственными, коммерческими и общественными организациями.
В этих мероприятиях участвовали сотрудники Института экономики КарНЦ РАН, руководители государственных и общественных организаций, эксперты, а также студенты Колледжа технологии и предпринимательства и Карельского филиала Российской академии народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации
.
15 октября 2026
Сотрудников и аспирантов КарНЦ РАН приглашают к участию в конкурсе видеороликов «Территория открытий: 80 лет КарНЦ РАН»

Совет молодых ученых Карельского научного центра РАН проводит конкурс видеороликов «Территория открытий: 80 лет КарНЦ РАН» среди сотрудников и аспирантов Центра. К рассмотрению принимаются тематические видео продолжительностью до 5 минут, созданные индивидуально или в команде.
Старший научный сотрудник Института прикладных математический исследований КарНЦ РАН Ирина Пешкова на защите диссертации
13 октября 2026
Поздравляем старшего научного сотрудника лаборатории стохастического моделирования информационно-вычислительных и телекоммуникационных систем ИПМИ КарНЦ РАН Ирину Пешкову с успешной защитой докторской диссертации!
12 октября 2026
Представители КарНЦ РАН приняли участие во Всероссийском форуме по вопросам защиты информации

В конце сентября представители КарНЦ РАН приняли участие во Всероссийском форуме по защите информации.
Развитие науки и общества в современных реалиях невозможны без информатизации и информационных технологий. Эти процессы необратимы и значимое место в них занимает всё более широкое использование технологий и продуктов искусственного интеллекта. В современных условиях информационная безопасность структурируется в непрерывный процесс, который позволяет защитить все виды данных, содержащиеся и в документах, и на различных устройствах, и на информационных ресурсах: от личной переписки до сведений, составляющих государственную тайну.

Карельский научный центр РАН уделяет пристальное внимание подобным факторам развития, основой является слаженная работа коллектива, который обеспечивает информационно-техническое сопровождение всех процессов, а также информационную безопасность.
9 октября 2026
Сегодня состоялось торжественное заседание Ученого совета КарНЦ РАН

Сегодня состоялось торжественное заседание Ученого совета КарНЦ РАН, посвященного 80-летию научного центра. В заседании приняли участие ученые всех научных подразделений и служб центра, а также ветераны, приглашенные на торжественное мероприятие.