КАРТОЧКА
ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер 24-27-00033
НазваниеОценка выбросов парниковых газов с территории Санкт-Петербургской агломерации
РуководительМакарова Мария Владимировна, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет", г Санкт-Петербург
| Период выполнения при поддержке РНФ | 2024 г. - 2025 г. |
Конкурс№89 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами».
Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле, 07-711 - Геоэкология и природопользование
Ключевые словаклиматические изменения, парниковые газы, антропогенные воздействия на атмосферу, атмосферные загрязнения в мегаполисах, дистанционное зондирование атмосферы, мобильные измерительные кампании, модели переноса примесей в атмосфере
Код ГРНТИ87.01.11
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект посвящен актуальной теме - изучению влияния мегаполисов на состояние окружающей среды и климат. По оценке Программы Организации Объединенных Наций по населенным пунктам (UN-Habitat), до 70% глобальных антропогенных выбросов парниковых газов приходится на города (UN-Habitat, 2016). В этой связи, мегаполисы, агломерации, крупнейшие города и другие урбанизированные территории с высокой плотностью населения с их мощными источниками антропогенного воздействия на климатическую систему могут рассматриваться как антропогенные полигоны для отработки методов оценки эмиссий климатически важных газов в атмосферу, в том числе основанных на результатах экспериментов («top-down») (Ig3is.wmo.int, 2021). В нашем проекте подобные исследования планируется осуществить для Санкт-Петербургской агломерации.
Цели проекта заключаются:
- в разработке и тестировании физико-математических методов, моделей и подходов по оценке потоков парниковых газов на основе мировых достижений в данной области;
- в получении новых оценок выбросов парниковых газов с территории Санкт-Петербургской агломерации с применением разработанных методов, моделей и подходов.
Выполнение проекта будет основано на комплексном анализе значительного объема экспериментальной и теоретической информации, включая:
- результаты уникальной трехгодичной мобильной измерительной кампании EMME (Emission Monitoring Mobile Experiment), проведенной научным коллективом проекта (СПбГУ) в 2019-2021 годах;
- результаты новой мобильной измерительной кампании 2024 года;
- результаты долговременного стационарного мониторинга парниковых газов на наблюдательной станции СПбГУ;
- результаты трехмерного компьютерного моделирования распространения шлейфа городских загрязнений.
Отметим, что проект лежит в русле современных исследований и, во многом отвечая идеологии рабочей группы IG3IS Всемирной метеорологической организации, может рассматриваться в качестве развития и дополнения идей программы карбоновых полигонов Министерства науки и высшего образования России (https://carbon-polygons.ru/). Новые данные о выбросах, полученные в проекте, позволят дополнить и уточнить официальные данные по инвентаризации эмиссий парниковых газов. Сравнение результатов экспериментов EMME с данными компьютерного моделирования позволит усовершенствовать современные климатические модели и модели переноса примеси в атмосфере. В целом, предлагаемый спектр исследований и итоговые результаты проекта будут иметь, как фундаментальное значение для изучения антропогенных процессов и факторов, влияющих на климатические изменения на территории северо-запада России, так и большое прикладное значение для совершенствования планов развития Санкт-Петербурга как крупного промышленного и транспортного центра, а также при разработке и реализации стратегии сокращения выбросов парниковых газов организациями и предприятиями России и, в частности, Санкт-Петербурга. В дальнейшем, результаты настоящего проекта послужат исполнителям проекта фундаментом при разработке планов по подготовке и проведению новой «трехмерной» кампании EMME-3D, нацеленной на исследование структуры шлейфа загрязнений Санкт-Петербурга с использованием малой коммерческой авиации или беспилотных летательных аппаратов.
Ожидаемые результаты
При выполнении проекта планируется получить следующие основные результаты:
1. Методические материалы для оптимального планирования комплексных мобильных экспериментов с использованием различной аппаратуры дистанционного зондирования и локального мониторинга, аналогичных измерительной кампании EMME (Emission Monitoring Mobile Experiment).
2. Организация, проведение и анализ результатов новой мобильной измерительной кампании, планируемой к проведению в рамках проекта в 2024 году;
3. Независимые экспериментальные оценки (“top-down”) эмиссий и потоков парниковых газов (CO2, CH4) для территории Санкт-Петербургской агломерации в целом;
4. Оценки эмиссий и потоков парниковых газов для отдельных мощных антропогенных источников – акцент будет сделан на определение эмиссии CH4 с территорий полигонов твердых бытовых отходов;
5. Оценки долговременных тенденций в содержании атмосферных парниковых газов для территории Санкт-Петербургской агломерации по данным высокоточных дистанционных и локальных измерений.
6. Результаты сопоставления оценок эмиссий, полученных экспериментально в настоящем проекте, с другими оценками, а именно:
- с официальной информацией городской администрации о выбросах исследуемых газов для Санкт-Петербурга;
- с независимыми международными базами данных об эмиссиях парниковых газов (EDGAR, https://edgar.jrc.ec.europa.eu, ODIAC, https://odiac.org);
- с опубликованными в научной литературе данными об эмиссиях газов крупнейшими мировыми мегаполисами и городскими агломерациями.
Значимость результатов:
Мобильные эксперименты, аналогичные EMME имеют большие перспективы для решения задач по оценке эмиссий и потоков климатически и экологически важных газов. Вместе с тем, количество подобных кампаний пока очень ограничено, и большинство из них выполнено силами зарубежных институтов. Как следствие, методические разработки и опыт успешного проведения такого рода экспериментов важны как для российской, так и для мировой научной общественности, занимающейся исследованиями биогеохимического цикла углерода. Результаты проекта могут быть полезны, в том числе, при реализации программы карбоновых полигонов Министерства науки и высшего образования России.
Для достоверных прогнозов региональных изменений климата для территории России необходима информация об актуальных (наблюдаемых) изменениях газового состава атмосферы, в том числе проработка возможных сценариев будущих изменений содержания парниковых газов. Выполнение этих задач опирается как на регулярные измерения содержания этих газов (в том числе, долговременные), так и на изучение их естественных и антропогенных источников и стоков, что важно при построении моделей их кругооборота в природе. Оценки эмиссионных соотношений, характерных для шлейфа городских загрязнений, позволят определить относительный вклад каждой из компонент в загрязнение атмосферы и выделить преобладающие источники антропогенных выбросов: автотранспорт, топливно-энергетический комплекс, переработка отходов и т.д. Необходимость сравнения информации, получаемой из разных источников, диктуется тем, что эффективное использование в науке, экономике и социальной сфере данных об эмиссиях газовых примесей (в т.ч. парниковых газов) предполагает гарантированную точность этих оценок.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ