Разработка системы мониторинга и прогнозирования опасных природных и антропогенных явлений с использованием суперкомпьютера НИ ТГУ и приборной базы ИОА СО РАН

Название НИОКТР	Разработка системы мониторинга и прогнозирования опасных природных и антропогенных явлений с использованием суперкомпьютера НИ ТГУ и приборной базы ИОА СО РАН
Аннотация	Вопросы развития математического обеспечения для информационных автоматизированных систем мониторинга биосферы и предупреждения об опасных природных процессах, включая атмосферные явления и неблагоприятные условия погоды, приводящие к существенному ухудшению качества атмосферного воздуха и видимости, а также обеспечения безопасности воздушного движения являются приоритетными в области гидрометеорологии и смежных с ней областей и отражены в Стратегии развития ведущих отраслей экономики России. Поэтому одной из актуальнейших проблем как фундаментальных, так и прикладных наук является создание математического и суперкомпьютерного программного обеспечения для информационных систем мониторинга и прогнозирования состояния приземного слоя атмосферы над населенными пунктами и крупными транспортными узлами. Вопрос актуальности обнаружения и борьбы с природными пожарами определяется их возрастающей из года в год частотой, обусловленной как глобальными климатическими процессами, так и ростом антропогенной нагрузки. Негативные последствия пожаров носят комплексный характер и заключается не только в исчезновении и изменении сформировавшихся биогеоценозов, но также и в возникновении чрезвычайных ситуаций (ЧС), связанных с угрозой объектам хозяйственной деятельности человека в результате массовых природных пожаров. Следует отметить, что крупные пожары в свою очередь в результате тепловыделения, выбросов газообразных и конденсированных продуктов горения оказывают влияние на глобальные климатические процессы. Наиболее распространенные виды природных пожаров – это лесные, степные и торфяные пожары, которые существенно отличаются друг от друга. Для снижения риска возникновения ЧС и формирования крупного природного пожара особую роль играет их раннее обнаружение. В настоящее время на ненаселенных и мало населенных территориях силами Авиалесоохраны производится авиапатрулирование и поиск очагов возгорания. В качестве ключевого «датчика» служит зрение специалиста, которое имеет естественные ограничения и требует преодолевать на самолете большие расстояния. Современный уровень знаний дает предпосылки для раннего обнаружения относительно малых очагов удаленных пожаров, что позволит уменьшить время полетов и выявлять очаги пожаров гораздо раньше. В этой связи стоит задача по разработке научно обоснованных принципов удаленного обнаружения очага пожара по изменению локальных характеристик атмосферы. В вопросах исследования окружающей среды большое значение имеет возможность применения дистанционных лидарных методов для измерения её параметров. Интенсивное развитие антропогенного влияния на атмосферу приводит как к увеличению значений концентраций вредных газовых примесей, так и к росту общего содержания концентраций парниковых газов. В связи с этим, актуальной является задача дистанционного зондирования атмосферы с использованием мобильных лидарных средств и технологий газоанализа. Данная задача может быть применена к взаимодействию с двумя другими задачами проекта: сравнениями с данными прогноза переноса газовых примесей при прогнозировании, и работа в связке с мобильным комплексом дистанционного обнаружения природного пожара. Цель проекта – Разработка системы мониторинга и прогнозирования состояния атмосферы, природных и антропогенных опасных явлений с использованием методов математического моделирования и экспериментальных исследований. Предполагаемые научные задачи и результаты: Разработка и усовершенствование с использованием методов машинного обучения мезомасштабных атмосферных моделей высокого разрешения за счет включения современных схем параметризации атмосферных процессов. Разработка и апробация высокоточных микромасштабных моделей неизотермической турбулентной аэродинамики и переноса примеси в городских кварталах или лесных массивах. Разработка эффективных методов решения уравнений мезомасштабных и микромасштабных моделей, ориентированных на вычислительную технику с параллельной архитектурой. Применение комплекса атмосферных моделей для изучения переноса загрязняющих примесей вблизи промышленных и урбанизированных территорий, оценки экологического состояния атмосферного воздуха, прогнозирования опасных погодных явлений вблизи населенных пунктов, объектов промышленности, транспорта. Разработка теоретических основ для дистанционного обнаружения очага природного пожара и формулировка научно обоснованных принципов построения мобильного комплекса для удаленного обнаружения очага пожара по его влиянию на локальные характеристики атмосферы. Разработка и развитие лидарных технологий для мониторинга газовых примесей в атмосфере.
Доступ к ОКОГУ исполнителя	False
Количество связанных РИД	0
Количество завершенных ИКРБС	0
Сумма бюджета	78249.778
Дата начала	2026-01-01
Дата окончания	2030-12-31
Номер контракта	075-03-2026-117
Дата контракта	2026-01-16
Количество отчетов	5
УДК	551.501 551.508
Количество просмотров	3
Руководитель работы	Яковлев Семен Владимирович
Руководитель организации	Пташник Игорь Васильевич
Исполнитель	ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОПТИКИ АТМОСФЕРЫ ИМ. В.Е. ЗУЕВА СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
Заказчик	МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральная программа	Отсутствует
Госпрограмма	Научно-технологическое развитие Российской Федерации
Основание НИОКТР	Государственное задание
Последний статус	2026-02-02 11:41:33 UTC, 2026-02-02 11:41:33 UTC
ОКПД	Услуги, связанные с научными исследованиями и экспериментальными разработками в области наук о Земле и взаимосвязанных наук об окружающей среде
Отраслевой сегмент	—
Минздрав	—
Межгосударственная целевая программа	—
Ключевые слова	МОНИТОРИНГ; АТМОСФЕРА; ЛИДАР; ИК-ТЕРМОГРАФИЯ; ПРИРОДНЫЕ ПОЖАРЫ; ЧИСЛЕННЫЕ МОДЕЛИ; ПРОГНОЗИРОВАНИЕ; МЕТОДЫ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ; ПОГОДА; МЕТЕОПАРАМЕТРЫ
Соисполнители	—
Типы НИОКТР	Фундаментальное исследование
Приоритетные направления	—
Критические технологии	—
Рубрикатор	37.21.03 - Метеорологические приборы и методы наблюдений и обработки данных; 37.21.35 - Физика пограничного слоя атмосферы; 37.21.15 - Строение и состав атмосферы
OECD	—
OESR	Климатические исследования
Приоритеты научно-технического развития	ж) возможность эффективного ответа российского общества на большие вызовы с учетом возрастающей актуальности синтетических научных дисциплин, созданных на стыке психологии, социологии, политологии, истории и научных исследований, связанных с этическими аспектами научно-технологического развития, изменениями социальных, политических и экономических отношений;
Регистрационные номера	—