С помощью разработки можно оценивать ситуацию по всем похожим экосистемам России, сказали в УрФУ
Новая нейросеть помогает специалистам карбонового полигона на Урале оценивать потоки углекислого газа в темнохвойных лесах. Сведения можно получать не только на исследуемом участке, но и по всей России. Нейросеть передает данные каждые восемь дней, а погрешность результатов составляет всего 15%, сообщили в понедельник ТАСС в пресс-службе Уральского федерального университета.
«Нейросеть помогает специалистам полигона «Урал-карбон» оценивать потоки углерода на Урале. Ее обучили связывать данные мультиспектральных сенсоров Modis космического базирования (спутники NASA, Aqua и Terra), данные о температуре воздуха и осадков с данными, получаемыми от наземной сети станций Fluxnet, и таким образом определять потоки углекислого газа в атмосфере. Модель создали специалисты лаборатории физики климата и окружающей среды УрФУ и апробировали на карбоновом полигоне в Коуровке. <…> Но главное, что можно делать с помощью нейросети, разработанной специалистами УрФУ, — оценивать ситуацию по всей России, где есть темнохвойные леса — экосистема, схожая с полигоном «Урал-карбон», — сказали в вузе.
Задача специалистов — понять, сколько в итоге растения полигона «Урал-карбон» (смешанные или темнохвойные леса) поглощают углекислого газа из атмосферы. Это непросто, так как ежегодное повышение уровня CO2 в атмосфере во многом связано с выбросами промышленности и транспорта.
Ученые рассчитали, что лесная экосистема за период роста и развития растений поглощает из атмосферы 1,5 т углекислого газа на гектар. Это соответствует около 410 кг поглощенного углерода. «Если говорить про нейросеть, то она за этот же период оценила объем поглощенного из атмосферы углекислого газа в 1,3 тонны на гектар», — поясняет руководитель лаборатории физики климата и окружающей среды УрФУ Вячеслав Захаров.
«В целом нейросеть демонстрирует хорошую точность воспроизведения данных. <…> Расхождения составили всего 15%, что лежит в пределах среднеквадратичной ошибки нейросети, теперь мы получаем новые данные каждые восемь дней», — поясняет ведущий научный сотрудник лаборатории физики климата и окружающей среды УрФУ Константин Грибанов.
«До апреля — зима, холодно, листьев и травы нет, поэтому концентрация углекислого газа в атмосфере максимальная. Как только появляются листья, начинается фотосинтез, углекислый газ забирается из атмосферы, вплоть до сентября. Затем листья опадают, перегнивают и возвращают в атмосферу часть накопленного углерода, его концентрация в атмосфере начинает расти», — поясняет Захаров.
О полигоне
Территория Свердловской области на 70% представлена таежными и производными от них лесами. Она вошла в число участников пилотного проекта Минобрнауки России по изучению баланса углеродсодержащих парниковых газов и инвентаризации запасов углерода в природных сообществах. Оператором карбонового полигона является Уральский федеральный университет, в число участников вошли ведущие профильные вузы региона и институты: Уральский государственный лесотехнический университет, Уральский государственный аграрный университет, Институты экологии растений и животных и промышленной экологии, а также математики и механики УрО РАН, Ботанический сад УрО РАН.
