Посчитать опасность: в Сочи изучают катастрофы морей

Над необычным проектом работают в Сочи. В рамках него ученые впервые изучают, систематизируют и строят математические модели опасных явлений в акваториях Азовского моря и Северного Каспия. Как математика поможет предсказать катастрофы и совершенствовать экологический мониторинг рассказала автор и руководитель проекта, заместитель директора по науке Федерального исследовательского центра «Субтропический научный центр Российской академии наук» (ФИЦ СНЦ РАН) Сочи, старший научный сотрудник, кандидат географических наук Наталья Яицкая.

- Наталья, расскажите, над каким проектом вы сейчас работаете? 

- Проект называется «Фундаментальные закономерности опасных штормовых и нагонных явлений в мелководных водоемах на примере Азовского моря и Северного Каспия». Это авторское исследование, индивидуальный проект Российского научного фонда, грант по специальной Президентской программе исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными. Программа инициирована Президентом РФ для развития карьеры молодых ученых, написания ими докторских диссертаций, создания новых научных групп и лабораторий.   

- Чему посвящен проект?

- Проект направлен на исследование закономерностей и реконструкцию опасных гидрометеорологических явлений в акваториях Азовского моря и Северного Каспия. Впервые восстанавливаются исторические случаи опасных гидрометеорологических явлений – как они начинались, развивались и «затухали», какими по силе были эти явления, какой ущерб наносили. Рассматриваются опасные гидрометеорологические явления и их сочетания, которые представляют наибольшую угрозу для жизни и здоровья людей, а также для объектов городской и туристско-рекреационной инфраструктуры: ураганный ветер, ливень, низкие температуры воздуха (ниже минус 5 градусов), шторма, паводки на реках, ледовые явления.
 
Исследование охватывает период с 1979 до 2019 годы. Проводится реконструкция случаев в этом временном отрезке, когда одновременно наступали два и более опасных явления. Для этого ведется поиск гидрометеорологических данных всех метеостанций побережья и результатов наблюдений на морских судах, проводится контроль качества, обработка и анализ. Недостающая информация восполняется с помощью данных дистанционного зондирования Земли из космоса и результатов расчетов математических моделей. Это трудоемкий процесс и занимает достаточно длительное время, но таким образом можно получить ценные сведения о процессах и явлениях, происходивших в природе. 

- Опишите подробно, как проходит рабочий процесс. 

- Реконструкция проводится с помощью математических моделей - это математическое представление нашей реальности. У нас есть статистика и данные по изучаемым опасным явлениям с международной космической станции, как, что и при каких условиях происходило, именно с качественной точки зрения. Необходимо понять количественные значения и сформировать представление, которое позволит вовремя отследить ситуацию в настоящем и спрогнозировать в ее будущем. 

Главная особенность математических моделей заключается в том, что, когда модель составлена правильно, ее можно применять не только в конкретном регионе. Но и проводить такую же работу по разработанным алгоритмам и на других полигонах. К примеру, в Черном море.

- Где и каким образом будут использованы результаты проекта? 

- Работа над проектом завершается в июне этого года. Основным результатом проекта станет серия статей в ведущих отечественных и зарубежных научных журналах. Благодаря исследованиям ученые смогут определить районы наибольшей опасности, где высока вероятность природных катастроф. Имея все данные и их пространственный анализ, будет составлена детализированная карта побережья Азовского моря и Северного Каспия, районы на которой будут градуированы по величине риска. Оценка риска помогает идентифицировать опасные события, определить каковы их последствия и вероятность их возникновения, а также понять какие факторы влияют на уменьшение/увеличение неблагоприятных последствий и вероятности возникновения опасных ситуаций.

Исследования климатических и ландшафтных изменений имеют большое значение для областей южных морей России. Прежде всего, это нужно для совершенствования экологического мониторинга морских акваторий и прибрежных территорий. Новые знания, полученные в рамках реализации проекта, будут способствовать развитию методов прогнозирования природных катастроф, эффективному управлению для стабильного существования общества, развития экономики и государства. Тематика проекта полностью соответствует приоритетам научно-технологического развития Российской Федерации.
Также полученные данные смогут использовать региональные власти при разработке систем поддержки принятия решений, технологий предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.

- Над какими еще проектами вы сейчас работаете? 

- Для российского сектора черноморского побережья Кавказа сейчас нашей научной группой проводятся работы по созданию региональной геоинформационной системы с занесением помимо объектов инфраструктуры, зон рекреации, особо охраняемых природных территорий, точек возникновения оползней, районов с наибольшей штормовой активностью. На основе этой системы будут также выделяться районы, подверженные наибольшей опасности от гидрометеорологических явлений, а также ГИС призвана аккумулировать информацию о побережье. Важным направлением работы нашей научной группы является мониторинг опасных оползневых процессов в пределах города Сочи. Сейчас мы часто выезжаем для замеров оползней, следим за их динамикой в жилых районах и на городских улицах.