В поисках «спрятанного» углерода

Информационно-аналитическая система (ИАС) «Углерод-Э» создавалась как единая платформа сбора, хранения и анализа данных непрерывного комплексного мониторинга пулов и потоков углерода в наземных экосистемах страны.

Углерод — составляющая важнейших парниковых газов (углекислоты и метана), и информация о его циркуляции в первую очередь важна для исследований в области изменений климата и принятия мер по их регулированию и смягчению негативных последствий.

Новая система разрабатывается на основе инфраструктуры Центра коллективного пользования «ИКИ-Мониторинг». Её основная задача — предоставить исследователям оперативную и достоверную информацию о том, какое количество углерода поглощают и накапливают наземные экосистемы и какой его объем возвращается обратно в атмосферу в виде парниковых газов.

В основу разработки легли результаты многолетних исследований сотрудников ИКИ и коллег из других научных организаций. В рамках системы объединены три ключевых составляющих. Во-первых, это данные космического мониторинга, так как только наблюдения из космоса могут дать информацию о том, что происходит на больших территориях. Во-вторых, это выборочные подспутниковые наблюдения, которые позволяют верифицировать результаиы космического мониторинга. Наконец, в-третьих, это эколого-математические модели, благодаря которым можно «конвертировать» полученную спутниками информацию в содержательную интерпретацию происходящих на Земле процессов.

Сейчас система «Углерод-Э» ориентирована в первую очередь на исследования лесов. Леса — один из важнейших аккумуляторов углерода и одновременно один из важнейших его источников, поскольку при повреждениях, пожарах, усыхании, разложении растительной биомассы накопленный углерод возвращается обратно в атмосферу.

С помощью системы можно решать широкий комплекс задач. В числе важнейших — получение ежегодно обновляемой информации о качественных и количественных характеристиках лесов: площадь, запас древесины, преобладающая порода, полнота, бонитет (показатель, отражающий условия роста лесной растительности), возраст и другие характеристики.

Также с помощью ИАС «Углерод-Э» учёные получают информацию о запасах и балансе углерода в лесах, о повреждениях лесных и других наземных экосистем пожарами и другими деструктивными факторами. Информация о параметрах бюджета углерода во всех лесах страны обновляется ежегодно.

Система также предоставит инструменты комплексного анализа данных о характеристиках лесов, а в перспективе — и информации о других экосистемах, включая тундру, болота, степи и луга, сельскохозяйственные земли. Доступные для анализа данные будут включать информацию о запасах и динамике углерода на различных пространственных уровнях, от локального до национального.

Получаемые в результате работы системы данные необходимы для формирования национальной отчетности Российской Федерации в рамках Парижского соглашения, принятого в 2015 г. для борьбы с изменением климата и его негативными последствиями, и позволят создать объективный информационный ресурс для поддержки позиций России в рамках переговорного процесса.

На первом этапе работы данная система будет использована участниками консорциума для ведения исследований в рамках проекта «РИТМ Углерода». Это комплексный проект, в котором занято более двух десятков научных организаций, имеет целями разработку национальной системы мониторинга пулов углерода и потоков парниковых газов на территории Российской Федерации и создание системы учета данных по потокам парниковых газов и запасам углерода в наземных экосистемах.

В дальнейшем, после отладки и запуска системы в эксплуатацию различным правительственным организациям и структурам будет предоставлен доступ к данным ИАС для выработки оптимальных стратегий управления лесными и другими наземными экосистемами.

В перспективе система позволит не только вести мониторинг углерода в экосистемах, но и моделировать различные сценарии управления ими. Так можно будет прогнозировать ожидаемый результат тех или иных решений, касающихся, например, изменения режимов охраны лесов от пожаров, усиления их защиты от насекомых-вредителей и болезней, смены режима лесопользования. Также ресурсы ИАС «Углерод-Э» смогут найти место в образовательном процессе.

***

Технологии автоматизированной обработки спутниковых данных дистанционного зондирования Земли и ИАС «Углерод-Э» разработаны в рамках реализации важнейшего инновационного проекта государственного значения «Разработка системы наземного и дистанционного мониторинга пулов углерода и потоков парниковых газов на территории Российской Федерации, обеспечение создания системы учета данных о потоках климатически активных веществ и бюджете углерода в лесах и других наземных экологических системах». Распоряжение об выполнении данного Проекта, направленного на снижение негативного влияния изменений климата на все отрасли экономики и качество жизни граждан , в октябре 2022 г. подписал Председатель Правительства Российской Федерации Михаил Мишустин.

Национальная система мониторинга углерода в наземных экосистемах даст возможность получать независимую информацию о влиянии динамики наземных экосистем России на изменения климата и станет основой для принятия управленческих решений в области низкоуглеродного развития российской экономики.