Ученые в РФ впервые создали цифровой архив гидрометеорологических данных

Специалисты Арктического научного центра (АНЦ) «Роснефти» создали первый в России цифровой реанализ гидрометеорологических данных – цифровой архив сведений о погодных условиях прошлого, восстановленных с помощью математического моделирования и проверенных по данным наблюдений. Об этом рассказала эксперт АНЦ Ольга Вербицкая на мероприятии, посвященном 15-летию работы центра.

Первоначально реанализ охватывал период с 1966 по 2017 г., а его результаты были проверены по данным натурных наблюдений. По словам Вербицкой, впоследствии период охвата расширили до 2022 г., а для отдельных районов – до 2026 г. Данные реанализа охватывают Северный Ледовитый океан и российские арктические моря и используются для моделирования дрейфа айсбергов и распространения загрязняющих веществ. В частности, на их основе ученые изучали изменение литодинамических условий (совокупность природных факторов, определяющих движение, перенос и отложение твердого осадочного материала – песка, гальки, ила, камней – чаще всего в береговой зоне морей, океанов, рек и на шельфе. – «Ведомости») и формирование косы в Печорском море.

По словам Вербицкой, разработанные ранее карты типовых ледовых условий уже не соответствуют современным условиям в Арктике из-за климатических изменений. Поэтому для морей российской Арктики АНЦ разработал новые цифровые карты ледовых условий на основе обработки спутниковых данных. Кроме того, специалисты применяют методы машинного обучения для прогнозирования ледовой обстановки на сроки от двух недель до трех лет.

Для гидрометеорологических исследований АНЦ развернул восемь метеостанций и 16 буйковых станций. Вербицкая отметила, что наблюдений в открытых частях арктических морей крайне мало. В отдельных точках их вели круглогодично на протяжении нескольких лет, в некоторых – до шести лет, что позволило изучать внутригодовые и межгодовые изменения гидрометеорологических параметров.

Заместитель гендиректора АНЦ Константин Корнишин рассказал, что ледовые исследования проводятся ежегодно с 2012 г. За это время ученые изучили более 200 ледяных полей, свыше 500 ледяных образований, включая айсберги, торосы и стамухи (см. врез), а также 70% ледников российской Арктики, продуцирующих айсберги. Специалисты измеряли толщину и прочность морского льда, исследовали геометрию торосов. Эти сведения необходимы для оценки ледовых рисков при работе в арктических морях.

Центр провел 36 экспериментов по буксировке айсбергов общей массой более 5 млн т. Один из них весил свыше 1 млн т, другой удалось переместить на 50 морских миль. По словам Корнишина, ученые фиксировали траектории движения айсбергов, усилия в буксировочной системе, скорость и направление течений, а также состояние моря. Результаты легли в основу первой в России научно обоснованной технологии защиты морских нефтегазовых сооружений от столкновений с айсбергами. Технология была разработана и апробирована, а ее создатели удостоены премии правительства РФ в области науки и техники.

С 2020 г. АНЦ пробурил 28 стратиграфических скважин общей глубиной по грунту более 5200 м и получил свыше 2000 м керна – образцов горных пород. Эксперт центра Андрей Колюбакин пояснил, что геофизические исследования позволяют определить строение осадочных толщ, но не дают достоверной информации о возрасте и физических свойствах пород. Для получения этих сведений необходимо бурение. Полученные образцы помогают уточнять геологические модели и оценивать нефтегазовый потенциал арктического шельфа. Впервые были получены достоверные данные о возрасте пород шельфа северной части Карского моря и Восточной Арктики. Для бурения использовали научно-исследовательское судно ледового класса «Бавенит», лабораторные исследования керна (образец горной породы, который извлекают из скважины в процессе бурения для дальнейшего лабораторного исследования. – «Ведомости») проводят на базе компании «Иннопрактика» и геологического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова.

За время экспедиций ученые исследовали более 330 видов представителей животного мира Арктики, включая млекопитающих, птиц, рыб и моллюсков. С 2024 г. на севере Красноярского края действует корпоративная программа «Тамура», в рамках которой организовали 11 экспедиций. Ученые впервые провели полномасштабный учет карской субпопуляции белого медведя, а также исследовали поведение дикого северного оленя и популяции редких видов птиц и рыб в устье Енисея. Полученные сведения расширяют научные представления о состоянии арктических популяций животных и могут использоваться для разработки мер по сохранению биоразнообразия.

Еще одна разработка – микробный препарат «Океанида» для очистки северных морей от органических примесей. Проект реализуется АНЦ совместно с компанией «Иннопрактика» на базе биологического факультета МГУ. Руководитель группы микробной биотехнологии биофака МГУ имени М. В. Ломоносова Андрей Шестаков рассказал, что ученые искали микроорганизмы, перерабатывающие углеводороды при низких температурах, и способ доставить их непосредственно к месту загрязнения. Для этого создали плавающие гранулы, содержащие микроорганизмы в сухом виде и покрытые гидрофобной оболочкой. Она не смачивается водой, но растворяется при контакте с углеводородами, обеспечивая высвобождение микроорганизмов непосредственно в зоне загрязнения.

По данным «Роснефти», в ходе испытаний на Беломорской биологической станции МГУ степень утилизации углеводородов достигала 70% за 60 дней даже при температуре минус 2 градуса Цельсия. Осенью 2026 г. завершилась полевая часть испытаний препарата в портовой зоне Мурманска. По словам Шестакова, полученные результаты сопоставимы с данными предыдущих модельных экспериментов, но их обработка еще продолжается.