Байкал "в цифре"

Об исследованиях Байкальской природной территории в рамках проекта «Фундаментальные основы, методы и технологии цифрового мониторинга и прогнозирования экологической обстановки Байкальской природной территории» рассказали директора иркутских академических институтов.

Директор Иркутского филиала СО РАН и Института динамики систем и теории управления им. В. М. Матросова СО РАН, научный руководитель Иркутского научного центра СО РАН, академик Игорь Вячеславович Бычков напомнил, что проект по гранту Министерства науки и высшего образования РФ «Фундаментальные основы, методы и технологии цифрового мониторинга и прогнозирования экологической обстановки Байкальской природной территории» выполняется второй год. В проекте задействованы 14 институтов Сибирского отделения РАН. Ученый подчеркнул, что в связи с развитием методов и технологий, появлением новых подходов к научным исследованиям должен меняться и мониторинг Байкальской природной территории.

«Одна из задач проекта по цифровому мониторингу БПТ — подготовка рекомендаций для изменения государственного мониторинга с одной стороны, с другой — включение в систему мониторинга академических институтов», — отметил Игорь Бычков.

В настоящее время продолжаются основные работы, которые начались в прошлом году — это создание цифровой платформы мониторинга, которая обеспечит интеграцию ресурсов. Идет создание математических моделей по прогнозированию изменений экологической обстановки на Байкальской природной территории. Куратор этого направления — Институт вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения РАН (Новосибирск). В дальнейшем будет проведена реконструкция загрязнений Байкальской природной территории атмосферными выбросами промышленных предприятий.

Институт систем энергетики им. Л. А. Мелентьева СО РАН занимается мониторингом влияния работы Иркутской ГЭС на прибрежные территории, эти исследования будут задействованы в другом проекте Сибирского отделения РАН и Минобрнауки. Научное исследование будет посвящено влиянию изменения уровня воды в озере Байкал на состояние экосистемы озера, определению ущерба объектам экономики и инфраструктуры прибрежной территории Республики Бурятия и Иркутской области в зависимости от уровней озера и сбросов с Иркутской ГЭС.

«Созданный консорциум академических учреждений очень работоспособный. Мы создаем систему научно-исследовательских работ на Байкале, чтобы наши работы не были изолированы друг от друга, а дополняли друг друга, создавали предпосылки для новых исследований в интересах Байкала и жителей региона. Финансирование поступило месяц назад, сейчас продолжается закупка и установка оборудования», — сказал Игорь Вячеславович.

Год высокой водности — так можно охарактеризовать гидрологическую обстановку на Байкальской природной территории. Лимнологический институт СО РАН установил тестовые гидрологические станции онлайн-мониторинга на реках Иркут, Селенга, Баргузин. В ближайшее время станция будет размещена на реках Слюдянка и Ангара. Мониторинг рек в онлайн-режиме уже помог предотвратить затопление населенных пунктов.

«В середине августа была напряженная ситуация на реке Селенга. Данные онлайн-мониторинга показывали превышение над среднегодовым трехлетнем уровнем более метра, на тот момент уровень воды в Селенге в черте Улан-Удэ очень близко приблизился к значению при наводнении 1971 года. Насколько мне известно, наши данные способствовали принятию решения правительства Республики Бурятия об экстренном берегоукреплении. Это демонстрирует возможности онлайн-мониторинга, он позволяет оперативно принимать практические решения, это и является целью проекта», — отметил директор ЛИН СО РАН доктор геолого-минералогических наук Андрей Петрович Федотов.

Другая научная задача — выяснить, почему Селенга в этом году быстро меняла уровень, в то время как река Баргузин оставалась в среднегодовых рамках. Работу станций этим летом высоко оценили президент Российской академии наук академик РАН Александр Михайлович Сергеев и губернатор Иркутской области Игорь Иванович Кобзев.

Помимо уровня рек и ледового покрова, ЛИН СО РАН занимается мониторингом атмосферных показателей. Станции установлены в поселке Листвянка, следующая появится на территории Республики Бурятия. Такое расположение позволит контролировать качество атмосферы над южной котловиной Байкала. Например, в этот район по долине Ангары попадают загрязняющие вещества от Иркутско-Черемховского промышленного узла. Кроме того, на сервере института в режиме реального времени уже можно увидеть показатели гидрологического мониторинга и гидрофизических параметров воды Байкала — это изменения температуры воды, содержание хлорофилла, рН, минерализация и другая информация. Данные поступают со станции, установленной возле поселка Большие Коты.

«Точно такую же станцию будем ставить в поселке Листвянка, чтобы сравнивать антропогенно нагруженный район Листвянки с условно чистым районом Больших Котов», — пояснил Андрей Федотов.

Директор Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН доктор биологических наук Виктор Иванович Воронин отметил, что в лесах Байкальской природной территории происходят трансформации из-за глобальных климатических изменений.

«Влияние климата серьезно отразилось на наших лесах и не в лучшую сторону. Еще лет 15 назад мы установили, что они стали меньше поглощать углекислый газ, но при этом начали поглощать кислород, их функция сместилась. Тогда в Сибирском отделении РАН возник карбоновый проект, группа по изучению этого феномена выявила, что климатические изменения плохо сказываются на жизнеспособности деревьев, они слабеют. В леса внедряются те болезни, которых раньше не было на нашей территории — это инвайдеры с Дальнего Востока и Европейской части России. К этим проблемам добавились вырубки и пожары», — рассказал Виктор Воронин.

В рамках проекта по цифровому мониторингу СИФИБР СО РАН занимается изучением лесопатологий и исследованием биологического биоразнообразия Байкальской природной территории. Совместно с Институтом солнечно-земной физики СО РАН и Институтом мониторинга климатических и экологических систем СО РАН (Томск) ученые работают над мониторингом по ранней диагностике лесных пожаров. Это поможет предупреждать крупномасштабные пожары.

Байкальская природная территория является одной из наиболее сейсмически опасных территорий Российской Федерации, здесь возможны землетрясения до 10 баллов. Помимо землетрясений, к опасным геологическим процессам относятся сели, оползни, обвалы — их изучает Институт земной коры СО РАН

«Весной и летом была селевая опасность в районе Байкальска. В рамках проекта цифрового мониторинга нами создается центр комплексного мониторинга опасных геологических процессов, одной из основных задач которого является создание физических основ прогноза опасных геологических процессов, в том числе — землетрясений и селевых потоков. Традиционно сейсмологические агентства во всем мире занимаются отслеживанием тех сейсмических событий, которые произошли — фиксируют характеристики землетрясений (их координаты, глубины, механизмы очагов), но фиксировать — не та задача, которая перед нами стоит. Этим занимается Байкальский филиал Единой геофизической службы РАН», — рассказал директор ИЗК СО РАН член-корреспондент РАН Дмитрий Петрович Гладкочуб.

Сейсмологи уже видят по данным мониторинга, что каждое землетрясение сопровождается какими-то предвестниками. «В геофизических полях, в гидрогеологических обстановках, эманациях радона могут быть выявлены предвестники. В 2020 году мы начали оборудование станции комплексного мониторинга на полигоне “Бугульдейка” — это измерение сейсмического и микросейсмического шума, эманаций радона, изменения грунтовых вод, температуры грунтов, а также магнитотеллурические исследования. Вариации этих параметров могут помочь выявить те предвестники, которые можно будет применять для среднесрочного прогноза землетрясений», — пояснил Дмитрий Петрович.

В 2020 году ИЗК СО РАН оборудовал пункт комплексного мониторинга на западном берегу Байкала — в Бугульдейке, этим летом начал оборудовать станцию в Максимихе — на восточном берегу. Сейчас ведутся работы по организации нового полигона на южном берегу водоема в Зун-Мурино. Там устанавливаются датчики радона, широкополосные сейсмостанции, логгеры для измерения характеристик грунтов, измерения уровня подводных вод и магнитотеллурического зондирования.

Для обобщения информации цифрового мониторинга в текущем году создадут ситуационные центры. В ИЗК СО РАН будет первый Ситуационный центр мониторинга опасных геологических процессов. В дальнейшем центры могут быть созданы в ЛИН СО РАН и СИФИБР СО РАН. Вся информация в онлайн-режиме будет поступать в Центральный ситуационный центр координатора проекта — ИДСТУ СО РАН.

Вера Велякина