В Институте оптики атмосферы им. В. Е. Зуева СО РАН (Томск) группой ученых созданы алгоритмы и программы, позволяющие с помощью нейронных сетей эффективно решать задачи дистанционного определения концентраций парниковых газов с космических платформ. 
 
«С каждым годом комплекс проблем, связанных с исследованиями Арктики, изучением процессов глобального потепления и увеличения концентрации парниковых газов в атмосфере, становится всё актуальнее, — поясняет старший научный сотрудник лаборатории лидарных методов ИОА СО РАН кандидат технических наук Александр Яковлевич Суханов. — Для создания точных прогностических моделей климата важно оперативно и с высокой точностью измерять концентрации атмосферных газов, определять тенденции их изменения, выявлять источники и поглотители газов. Поэтому во всем мире разрабатываются различные методы регионального и глобального контроля атмосферных параметров».
 
По словам ученого, в основном измерения концентраций парниковых газов ведутся пассивными методами с использованием инструментов, регистрирующих отраженное от поверхности Земли солнечное излучение. Например, это делает орбитальная углеродная обсерватория NASA, один из спутников группировки «Дневной поезд» — название неслучайно, поскольку такие измерения возможны лишь в дневное время. Кроме того, подобными средствами по техническим причинам проблематично снять качественные показания в районе полюсов, а ученым принципиально важно охватить Арктический регион.
 
Поэтому предпочтительнее использовать активные измерительные системы, имеющие собственные источники излучения, например лидары космического базирования, которые с высот 400—800 км позволяют определять количественные характеристики парниковых газов во всей толще атмосферы Земли. Сотрудниками ИОА СО РАН предложен перспективный метод восстановления концентраций газов по характеристикам отраженного от поверхности Земли лидарного сигнала с использованием нейронных сетей.
 
Томским ученым удалось совершить настоящий прорыв в решении задачи определения характеристик парниковых газов — с минимальной погрешностью рассчитать высотные профили концентрации углекислого газа и метана. Как отметил Александр Суханов, успеху проекта способствовал скачок технологий в области нейронных сетей, что позволило применить искусственный интеллект в самых разных сферах, в том числе в области расчетов профилей концентрации углекислого газа и метана. В ходе выполнения проекта сотрудники лаборатории лидарных методов использовали опыт коллег из других лабораторий института, специализирующихся на расчетах характеристик линий поглощения молекул атмосферных газов и на разработке специальных информационных систем, предоставляющих обширные массивы данных по указанным характеристикам. 
 
В течение 2020 года ИОА СО РАН планирует присоединиться к французско-немецкому проекту MERLIN, цель которого — измерение из космоса концентрации метана в атмосфере Земли. 
 
Пресс-центр ТНЦ СО РАН

Источники

Томские ученые создали метод для дистанционной оценки количества парниковых газов
Наука в Сибири (sbras.info), 07/04/2020
Российские ученые научили нейросети определять из космоса концентрацию парниковых газов на Земле
Seldon.News (news.myseldon.com), 07/04/2020
Российские ученые научили нейросети определять из космоса концентрацию парниковых газов на Земле
Национальные проекты: будущее России (futurerussia.gov.ru), 07/04/2020
Российские ученые смогут определять концентрацию парниковых газов с помощью нейросетей
ТАСС, 07/04/2020
Концентрацию парниковых газов на Земле смогут определять из космоса
Seldon.News (news.myseldon.com), 07/04/2020
Российские ученые смогут определять концентрацию парниковых газов с помощью нейросетей
Зеленоград info (зеленоград-инфо.рф), 07/04/2020
Нейросеть научили определять концентрацию парниковых газов
Pro-arctic.ru, 08/04/2020
Нейросеть научили определять концентрацию парниковых газов
Национальная ассоциация нефтегазового сервиса (nangs.org), 08/04/2020
Нейросеть научили определять концентрацию парниковых газов
Энерговектор (energovector.com), 09/04/2020
Нейросеть научили определять концентрацию парниковых газов
Международный центр устойчивого энергетического развития (isedc-u.com), 13/04/2020
В ИОА СО РАН создали метод дистанционной оценки количества парниковых газов
Научная Россия (scientificrussia.ru), 13/04/2020
Это интересно. Томские ученые создали метод для дистанционной оценки количества парниковых газов
Природа Сибири (prirodasibiri.ru), 06/05/2020

Похожие новости

  • 30/11/2018

    Ученые следят за воздухом в Западной Сибири

    Когда мы слышим слово «ученый», то представляем себе лабораторию и человека в белом халате, желательно с разноцветными колбами и замысловатыми приборами. Однако часто ученые работают совсем в другой обстановке, например в горах и на равнинах, в пещерах и на вулканах, на палубе корабля и на борту самолета.
    1397
  • 13/02/2019

    В Томске разрабатывают новые метеостанции для Арктики

    ​Томские ученые планируют в 2019 году создать прототип универсальной полностью автоматизированной метеостанции для мониторинга климата в Арктике, а уже в 2020 году испытать ее и начать производство. Как будет оборудоввана новая метеостанция и какими преимуществами обладать по сравнению с зарубежными аналогами - в материале ТАСС.
    898
  • 21/12/2017

    Регионы Сибири объединились для реализации арктических проектов

    Решить глобальную задачу освоения арктической зоны России невозможно без объединения всех заинтересованных сторон и эффективного взаимодействия сибирских территорий. Арктические проекты дадут импульс развитию территорий и привлекут высококлассных специалистов.
    1614
  • 31/10/2018

    Американский консул познакомился с томскими проектами в области экологии

    ​В ходе рабочего визита в Томск делегации Генерального консульства США в Екатеринбурге во главе с Питером Бурбой, консулом по политическим и экономическим вопросам, состоялось посещение Томского научного центра СО РАН.
    722
  • 30/12/2016

    Институт химии нефти СО РАН готов адаптировать свои технологии для Арктики

    ​Институт химии нефти (ИХН) СО РАН в Томске, который занимается разработкой технологий добычи "трудной" нефти, может адаптировать их для работы в условиях Арктики. Потенциальные запасы российской Арктики оцениваются в 100 млрд ТНЭ (тонн в нефтяном эквиваленте), или 25 % мировых ресурсов.
    2191
  • 01/11/2017

    Журналу «Оптика атмосферы и океана» 30 лет!

    Вышел в свет юбилейный, тридцатый том научного журнала «Оптика атмосферы и океана». Основанный в 1987 году, журнал пользуется высоким авторитетом в России и за рубежом, на его страницах публикуются ведущие ученые, академики РАН и даже нобелевские лауреаты.
    889
  • 28/11/2017

    В Томске разработают технологии для добычи в Арктике «трудной» нефти

    ​Институт химии нефти (ИХН СО РАН) в Томске по гранту федеральной целевой программы (ФЦП) за три года создаст композиции и технологии их использования для повышения отдачи пластов высоковязкой нефти, в том числе в условиях Арктики.
    1091
  • 31/03/2017

    Сибирскую продукцию для Арктики соберут на едином интернет-портале

    Сибирские предприятия предложили триста наименований продукции для освоения северных территорий. Регионы Сибирского и Уральского федеральных округов объединят усилия для решения проблем, связанных с освоением Арктики.
    2167
  • 06/01/2019

    Российские химики раскрыли тайну рождения арктического «метана-убийцы»

    Химики из России выяснили, как формируются нестабильные кристаллы метановых гидратов – "замороженной" разновидности природного газа, вызывающей взрывы на дне морей Арктики. Их выводы были представлены в Journal of Natural Gas Science and Engineering.
    1654
  • 25/05/2017

    Ученые выяснили, как гнус мешает работе оптических приборов

    ​Ученые томского Института оптики атмосферы имени В.Е. Зуева СО РАН выяснили, что летом в Западной Сибири гнус в значительной степени влияет на прозрачность приземного слоя атмосферы и может существенно снизить эффективность работы оптических приборов в видимой и инфракрасной областях спектра.
    1451