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

  • 16/02/2021

    Для исследования атмосферы разработали мобильный лидар

    Ученые из Института оптики атмосферы имени В.Е. Зуева СО РАН создают первый в мире мобильный озоновый лидар для исследований влияния индустриальных выбросов на состав воздуха, наблюдения за вулканической активностью, а также изучения атмосферы Арктики.
    718
  • 09/02/2021

    День российской науки: что изучают в экспедициях томские ученые

    8 февраля отмечается День российской науки. Работа ученого - узнавать новое, исследовать мир, изучать различные явления. Сделать это, в том числе, помогают экспедиции. Они позволяют и проверить на практике теоретические знания, и получить новые данные в результате измерений на месте.
    487
  • 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.
    890
  • 10/11/2020

    Покорители северных морей

    ​​​В сентябре 2020 года состоялась масштабная лётная экспедиция под руководством Института оптики атмосферы им. В. Е. Зуева СО РАН (Томск). Ученые занимались сбором аналитических данных для прогноза развития глобального потепления и его последствий.
    836
  • 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.
    1035
  • 08/12/2018

    В Томске состоялась юбилейная XXV Рабочая группа «Аэрозоли Сибири»

    Проблемы, связанные с глобальным изменением окружающей среды и климата с каждым годом становятся все более актуальными, ведь они влияют на жизни миллионов людей, от климата зависит развитие экономики самых развитых стран.
    1720
  • 21/11/2018

    XXV рабочая группа «Аэрозоли Сибири»

    ​Проблемы, связанные с глобальным изменением окружающей среды и климата с каждым годом становятся все более актуальными, ведь они влияют на жизни миллионов людей. Рабочая группа «Аэрозоли Сибири» является одним из самых популярных российских мероприятий, посвященных данной тематике.
    2473
  • 21/01/2021

    Экологи ТГУ картировали ключевой участок заповедника «Васюганский»

    Ученые Биологического института ТГУ завершили работу по ландшафтному картированию ключевого участка государственного природного заповедника «Васюганский». Наличие карты необходимо для проведения исследований на территории Большого Васюганского болота (БВБ) – уникального природного комплекса со сложной ландшафтной структурой и особыми типами болотных массивов.
    521
  • 07/10/2020

    Что покажет зеленый луч? Об исследовании турбулентности в ИОА СО РАН

    Где рождается наука, как ученые меняют привычные представления о природе? В стенах лабораторий, в ходе экспериментов! Иногда для этого необходим целый полигон, оборудованный комплексом научных приборов.
    736
  • 05/10/2020

    Атмосферу над Арктикой изучили сибирские учёные

    ​В научном путешествии приняли участие представители нескольких институтов Новосибирска и соседних регионов. К суровым погодным условиям Арктики и внетрассовому маршруту лётчики Сибирского научно-исследовательского института авиации готовились почти год.
    693