ИСТИНА

В настоящее время для моделирования термогидродинамических и биогеохимических процессов в водоёмах суши наибольшее распространение получили одномерные и трёхмерные модели. Одномерные (по вертикали) модели более вычислительно эффективны, используются для расчётов на многолетних масштабах, в ансамблевых расчётах, в массовых экспериментах на чувствительность к внешним параметрам, применяются в качестве параметризаций в составе систем прогноза погоды и моделей климата. В то же время, при расчёте крупных озёр и водохранилищ, особенно имеющих сложную форму, эти модели не могут явно воспроизвести многие эффекты, связанные с горизонтальной неоднородностью прогнозируемых полей. Особенно это становится важным для задач прогноза качества воды (в частности, сезонных “цветений” и эвтрофикации), а также инвентаризации/прогноза эмиссии парниковых газов с водохранилищ. Расчёт выбросов парниковых газов с искусственных водоёмов предусматривается подготовленными к настоящему моменту обновлениями инструкции МГЭИК по национальной инвентаризации климатически значимых антропогенных выбросов (https://www.ipcc.ch/report/2019-refinement-to-the-2006-ipcc-guidelines-for-national-greenhouse-gas-inventories/). Целью проекта является создание и верификация вычислительных технологий для инвентаризации современной и прогноза будущей эмиссии парниковых газов искусственными проточными водными объектами. Предполагается создать одномерную и трёхмерную модели термогидродинамики и биогеохимии проточных водоёмов. Одномерная модель будет полезна для расчётов эмиссии парниковых газов водохранилищами на многолетних масштабах времени и на многих водных объектах, трёхмерная – для уточнения оценок эмиссий водоёмами, представляющими наибольший практический интерес, а также для изучения механизмов формирования вертикальных распределений прогнозируемых величин и эмиссии CO_2 и CH_4 в атмосферу (информация о механизмах позволит создавать параметризации для одномерных моделей).

Результатом проекта будут одномерная и трёхмерная модели водоёма, реалистично описывающие основные механизмы формирования летней стратификации в проточных водоёмах (в частности, водохранилищах), а также пространственное распределение форм органической материи, растворённых парниковых газов, эмиссию этих газов в атмосферу. В качестве водных объектов для проверки модели будут использованы проточное оз.Куйваярви (Финляндия) и Можайское водохранилище. Подобные модели будут созданы впервые в мире. На их основе будет проверен ряд гипотез о факторах эволюции термодинамических и биогеохимических величин в водохранилищах.