Оценка прорывной опасности горных ледниковых озёр Центрального Кавказа в условиях изменения климата с использованием методов моделирования и машинного обучения

Название НИОКТР	Оценка прорывной опасности горных ледниковых озёр Центрального Кавказа в условиях изменения климата с использованием методов моделирования и машинного обучения
Аннотация	Продолжающееся глобальное потепление способствует возрастанию частоты и интенсивности большинства опасных природных процессов. В горных районах наблюдается активная деградация оледенения, что приводит к активизации процессов формирования ледниковых озёр и увеличению частоты их прорывов. Прорывы ледниковых озёр могут привести к катастрофическим наводнениям, разрушению инфраструктуры и человеческим жертвам. В связи с этим разработка методов для прогнозирования вероятности и оценки возможных масштабов таких событий приобретает особую актуальность. Научная новизна заключается в комплексном подходе, объединяющем дистанционное зондирование, многолетний полевой мониторинг, гляциологическое моделирование, методы машинного обучения и гидродинамического моделирования. Итогом станет создание комплексной системы оценки прорывной опасности ледниковых озёр с использованием передовых методов моделирования и машинного обучения, что обеспечит повышение устойчивости региона к природным катастрофам. Для этого в рамках проекта предполагается решить семь взаимосвязанных задач: 1) моделирование эволюции оледенения Кавказа до конца XXI века; 2) оценка потенциала развития ледниковых озёр; 3) дешифрирование существующих ледниковых озёр; 4) разработка и апробирование системы мониторинга озёр; 5) оценка вероятности прорыва с помощью методов машинного обучения; 6) моделирование прорывов озёр на основе двумерных гидродинамических моделей; 7) моделирование трансформации прорывных паводков с использованием одномерных гидродинамических моделей. Моделирование эволюции ледников и ледниковых озёр северного склона Центрального Кавказа до конца XXI века будет выполнено с применением региональной гляциологической модели GloGEMflow-debris, интегрированной с климатическими сценариями CMIP6. Прогнозирование мест и времени возникновения ледниковых озёр будет основано на моделировании трёхмерной геометрии поверхности ледников и ледникового ложа и определении гидравлического потенциала смоделированной поверхности. Для формирования обучающих выборок, необходимых для последующего применения методов машинного обучения, будет проведено дешифрирование существующих ледниковых озёр (более 50 озер) с применением методов дистанционного зондирования и анализа многоспектральных спутниковых данных высокого разрешения (Sentinel-2, Landsat-8). На наиболее крупных и потенциально опасных озёрах (Малое Азау, Башкара, Азот и др.) будет организован долговременный мониторинг, включающий регулярное обновление данных о площади, глубине и объёме, а также анализ их сезонных и многолетних изменений. На основе полученных данных будет разработана модель машинного обучения для повышения надёжности прогнозирования прорыва ледниковых озёр и выявления ключевых факторов, влияющих на их устойчивость. При выявлении значимого риска возникновения гляциального селя, будут выполнены сценарные расчёты прорывов ледниковых озёр (более 10 объектов), включая оценки максимальных расходов прорывных паводков на основе различных методов и моделирования движения и трансформации потока по ложу долин с использованием гидродинамических моделей (FLO-2D, STREAM-2D). Используемые гидродинамические модели позволят оценить потенциальные скорости, глубины потока и риск затопления на ключевых участках. На последнем этапе будут проведены расчеты трансформации волн паводков по руслам (более 30 км) основных рек региона (Малка, Баксан и др.), вызванных прорывом ледниковых озёр в настоящем и будущем с применением одномерных гидродинамических моделей. Это позволит оценить параметры распространения паводков и потенциальные последствия для населённых пунктов и инфраструктуры региона. Реализация проекта создаст научно-обоснованную систему мониторинга и управления рисками ледниковых озёр Центрального Кавказа в условиях изменения климата и позволит минимизировать ущерб от возможных гляциальных катастроф.
Доступ к ОКОГУ исполнителя	False
Количество связанных РИД	0
Количество завершенных ИКРБС	0
Сумма бюджета	18000.0
Дата начала	2025-09-10
Дата окончания	2028-06-30
Номер контракта	25-77-10049
Дата контракта	2025-09-10
Количество отчетов	3
УДК	556.536 556.546 556.556 556.566
Количество просмотров	3
Руководитель работы	Павлюкевич Екатерина Дмитриевна
Руководитель организации	Полянин Владислав Олегович
Исполнитель	ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ВОДНЫХ ПРОБЛЕМ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
Заказчик	Российский научный фонд
Федеральная программа	Отсутствует
Госпрограмма	Инициативные фундаментальные и поисковые научные исследования, финансируемые фондами поддержки научной и научно-технической и инновационной деятельности
Основание НИОКТР	Грант
Последний статус	2025-10-24 06:31:35 UTC, 2025-10-24 06:31:35 UTC
ОКПД	Работы оригинальные научных исследований и экспериментальных разработок в области естественных и технических наук, кроме биотехнологии
Отраслевой сегмент	—
Минздрав	—
Межгосударственная целевая программа	—
Ключевые слова	машинное обучение; прогноз; мониторинг; Северный Кавказ; прорывной паводок; гидрологическая модель; деградация оледенения; горное озёро
Соисполнители	—
Типы НИОКТР	Поисковое (ориентированные фундаментальные) исследование
Приоритетные направления	—
Критические технологии	—
Рубрикатор	37.27.17 - Динамика вод суши; 87.33.35 - Экологическая безопасность; 87.33.31 - Отдельные виды стихийных бедствий, предупреждение, ликвидация последствий, прогнозирование
OECD	—
OESR	Гидрология
Приоритеты научно-технического развития	з) объективную оценку выбросов и поглощения климатически активных веществ, снижение их негативного воздействия на окружающую среду и климат, повышение возможности качественной адаптации экосистем, населения и отраслей экономики к климатическим изменениям;
Регистрационные номера	—