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.

20 февраля, 2024
Марганцевый катализатор поможет производить силиконы для медицины под действием солнечного света
Ученые выяснили, что синтезировать силиконы можно при комнатной температуре и солнечном свете с помо...
20 февраля, 2024
Математики ЮУрГУ научили компьютер ранжировать валютные депозиты и корректировать портфель акций
Доцент кафедры математического обеспечения информационных технологий ЮУрГУ Константин Кудрявцев...