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

  • 16/09/2020

    Космический лидар, искусственный интеллект и парниковые газы

    ​В Институте оптики атмосферы им. В. Е. Зуева СО РАН группой ученых созданы алгоритмы и программы, позволяющие с помощью нейронных сетей эффективно решать задачи дистанционного определения концентраций парниковых газов с космических платформ.
    211
  • 21/09/2020

    Ученые РФ с самолета изучили атмосферу Арктических районов

    ​​​​Со 2 сентября с борта летающей лаборатории Ту-134 «Оптик» сотрудники Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева, Института химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского и Научного центра вирусологии и биотехнологии «Вектор» исследовали атмосферу Арктических районов нашей страны.
    293
  • 31/07/2020

    Лидары космического, наземного и мобильного размещения

    В прошлом номере «Томские новости» писали о молодом ученом из Института оптики атмосферы, руководителе лаборатории атмосферной радиации Александре Коношонкине, который рассчитал математическую модель для исследования перистых облаков.
    500
  • 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.
    1035
  • 08/09/2020

    Красноярские ученые привезли пробы почвы с места катастрофы в Норильске

    Исследователи ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» изучают последствия экологической катастрофы на Крайнем Севере. Работы в лабораториях — естественное продолжение Большой Норильской экспедиции, организованной Сибирским отделением РАН.
    323
  • 17/07/2020

    СО РАН направляет в Арктику большую норильскую экспедицию

    ​​Группа ученых из Российской академии наук всесторонне изучит экологическую среду территории и представит предложения и рекомендации по наилучшим природосберегающим решениям для деятельности промышленных компаний в Арктическом регионе.
    1177
  • 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.
    2363
  • 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.
    802
  • 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.
    1543
  • 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.
    1815