Новости

5 июня, 2018 13:12

Ученые могут предсказывать изменения температуры с помощью математических моделей

Группа ученых института естественных наук и математики УрФУ — Петр Галенко (руководитель проекта), Илья Стародумов, Ирина Низовцева, Дмитрий Александров, Алексей Малыгин и другие — проводит многомасштабное математическое моделирование эволюции арктического льда и выявляет его влияние на изменение климата. В 2016 году математики получили грант РНФ на проведение фундаментального научного исследования.
Фото: Илья Стародумов и Дмитрий Александров (на фото слева направо) — соисполнители проекта по гранту РНФ на 2016-2018 годы. Источник: Елизавета Плеханова

Суть проекта заключается в том, что с помощью математических моделей исследователи анализируют изменения климата Арктической зоны (таяние и замерзание льда под воздействием различных факторов); прогнозируют изменение ледяного покрова и климата в Арктике, что в конечном счете имеет последствия для глобального климата.

«С помощью динамических моделей мы можем предсказывать сезонные изменения температуры, — говорит младший научный сотрудник лаборатории многомасштабного математического моделирования ИЕНиМ УрФУ Илья Стародумов. — Сегодня существует огромная востребованность в развитии методов, которые не базируются на статистических данных, а содержат в качестве базиса некие фундаментальные принципы, как мы считаем. Статистические модели для масштабных прогнозов используют данные, накопленные лет за 50. А потом утверждается, что эта статистика и на следующие лет 50 примерно должна повториться. Эти модели работают, когда все более или менее уравновешенно, но не способны спрогнозировать то, что происходит непредсказуемо, к чему мы не готовы. Поэтому различные кризисы, катаклизмы застают всех врасплох».

По словам ученого, математические модели, которые сегодня создают на матмехе, могут проследить динамику в будущее — предсказать, что произойдет с определенной долей вероятности.

«Мы пытаемся восстановить сам процесс, а не анализировать его проявление ранее. Мы как бы заново воссоздаем математическими „шестеренками“ механизм, который исследуем. И воссоздав его, мы пытаемся запустить и посмотреть, как он будет работать в различных условиях, на длительных интервалах времени», — поясняет Илья Стародумов.

Вычисления ученые проводят как на персональных компьютерах, так и на суперкомпьютерах. По словам профессора кафедры теоретической и математической физики Дмитрия Александрова, миллионы лет можно смоделировать за полчаса. Также для решения определенных задач математики привлекают зарубежных коллег — из Испании, Франции, Германии.

«Этот проект очень масштабный. Исследований точно хватит еще лет на 50, — поясняет Дмитрий Александров. — Результатов, полученных за два года, также достаточно много. Часть из них опубликована в специальном номере Philosophical Transactions of the Royal Society A. Это очень известный журнал. Основан в 1660 году. И за несколько столетий статьи в нем публиковали такие исследователи, как Чарльз Дарвин, Майкл Фарадей, Уильям Гершель, Исаак Ньютон и другие. Мы в этом номере, к примеру, описали динамику замерзания льдов, пояснили, как растут дендритные структуры во льду и многое другое».

Уже сегодня ученые могут дать качественную оценку изменения Арктического климата, определить возможность изменения морских течений, повышение/понижение уровня океана, сезонные изменения температуры и влажность Арктической зоны, что может сказаться на климате северного полушария Земли.

18 января, 2022
Российские ученые создают модель научной дипломатии в Арктике
Совместный проект ученых из Челябинска и Санкт-Петербурга по созданию оптимальной модели российско...
18 января, 2022
Ученые выяснили судьбу сибирских рек, впадающих в Северный Ледовитый океан
В местах впадения крупных рек в океан накапливаются большие объемы опресненной воды — речные ...