В России недавно была принята новая Климатическая доктрина. Страна поставила национальную цель по достижению углеродной нейтральности к 2060 году. Далее выполнение этой задачи будет зависеть от каждого региона страны. Эксперты задаются вопросом — «Можно ли взять городской климат под контроль?». И в некоторых случаях находят ответы.
Непростой городской остров тепла
Город оказывает сильное влияние на местный климат одним только фактом своего существования. Здесь меньше растительности и меньше испарения влаги. Города сильнее поглощают солнечное тепло и выбрасывают большее количество антропогенных выбросов.
В результате возникает такой эффект, как городской остров тепла. Например, таким островом является Москва, где температура оказывается выше загородной. Более того, центр города прогревается быстрее, чем его окраины. Летом эта разница может составлять 2-3℃, а зимой доходить до 15℃.
Поэтому так важно, чтобы сервисы погоды учитывали разницу температур в пределах города. К примеру, одна из моделей гидрометцентра России способна детализировать глобальный прогноз для Московского региона с шагом сетки всего в 1 км.
Эти технологии точно стоит учитывать в задачах градостроительного планирования. Можно применять их как на масштабах отдельных зданий, так и на масштабах всего города.
Эксперты провели гипотетический эксперимент и смоделировали, как повлияет двукратный рост столицы на климат города при расширении во все стороны, а также в сторону Новой Москвы. Оба сценария показали, что это приведет к росту температуры, как на застраиваемых территориях, так и на расстоянии 10 км от них. Такой вывод делает изучение феномена острова тепла еще более актуальным.
Искусственный интеллект климата
Сегодня множество разработчиков и исследователей пытаются с помощью искусственного интеллекта просчитать сценарии развития климата на ближайшие сотню лет. Но локальные прогнозы необходимы не меньше.
Например, сегодня у Яндекса есть технология Метеум, способная давать тот самый уточненный местный прогноз. Она создана с использованием анализа больших данных и машинного обучения. Учитывается множество факторов: архивные данные, наличие водоемов, высота над уровнем моря и другие. Таким образом получается найти оптимальную комбинацию для того, чтобы составить наиболее точный прогноз. Сейчас Метеум рассчитывает его на сетке 2 на 2 км.
«Такие подходы могут быть использованы для того чтобы искать новые технологии на стыке метеорологии, климатологии, data science и бизнес-аналитики. Это позволит получить более достоверные прогнозы и предоставить точные отчеты, а не просто много-много информации» — отмечает руководитель сервиса Яндекс погода Александр Ганьшин.
Он отметил, что коллаборация между бизнесом, государством и IT могла бы быть очень продуктивной и провести исследование того же острова тепла в Москве, чтобы принять верные инфраструктурные и климатические решения.
Локальные карбоновые полигоны и фермы
Еще одно из местных решений в борьбе с потеплением — это карбоновый полигон — территория с уникальной экосистемой, созданная для реализации мер контроля климатических активных газов с участием университетов и научных организаций. Они могут быть небольшими. Например, на каждом таком полигоне могут работать 5 или 10 карбоновых ферм. И на каждой ферме будет свой небольшой природно-климатический проект, чаще всего лесоклиматический или агроклиматический.
Как отмечает кандидат биологических наук и ответственный за работу карбонового полигона Чашниково от факультета МГУ Анна Бобрик, сегодня в нашей стране 17 карбоновых полигонов, но планируется, что их будет более 40. В каждой природной зоне будут репрезентативные территории естественных экосистем, где ученые будут оценивать объем эмиссии и поглощения СО2.
Национальный проект по карбоновым полигонам был запущен в 2021 году, и только сейчас появляются первые результаты. Большие надежды ученые возлагают на карбоновый полигон МГУ в Московской области. Он расположен в Солнечногорском районе.
Фото: Карбоновый полигон Чашниково (МГУ)
Карбоновые полигоны — это и есть часть процесса декарбонизации, говорит Бобрик. «Мы можем контролировать изменение климата. Это не удивительно» — добавила она.
Локальная сеть карбоновых полигонов создаются уже 20 лет на территории Центрального лесного государственного природного биосферного заповедника расположенного в Тверской области, добавляет заведующая лабораторией Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН Юлия Курбатова.
Это один из самых старейших заповедников на территории России и большой резерват еловых лесов и верховых болот. Он оказывает большое влияние на формирование климата Московского региона.
Все экосистемы, выбранные здесь для наблюдения, оснащены необходимым оборудованием, которое позволяет круглый год получать оценку факторов внешней среды и потоков углерода в непрерывном режиме.
За много лет накоплено достаточно данных, которые позволяют оценить изменчивость концентрации парниковых газов, и стать основой для принятия решений в рамках природно-климатических проектов.
Мониторинг данных для климатически светлого будущего
Говоря о климатической повестке в любых масштабах, невозможно обойтись без мониторинга данных.
Так, в Москве МГТУ им. Н.Э. Баумана занимается разработкой приборов и систем для экологического климатического мониторинга. Проект носит название «Bauman GoGreen», рассказывает, менеджер управления научной политики университета Татьяна Сахратова.
На кафедре физики университета был разработан прибор на основе спектроскопии, который позволяет увидеть концентрацию парниковых газов. Он включает в себя камеру и систему для обработки данных получаемых с нее же.
Другой прибор также на основе спектроскопии позволяет оценить концентрацию СО2 в атмосфере и устанавливается на космические спутники, которые запускаются в рамках программы университета.
К лету вероятно будут готовы спектрометры для оснащения карбоновых полигонов, способные замерять метан и закись азота.
Что касается Москвы, то здесь основную функцию в данной области много лет выполняет Мосэкомониторинг. Последние 5 лет специалисты ведомства также принимали активное участие в разработке плана по адаптации города к климатическим изменениям.
«Когда мы посмотрели на все системы, на которые вообще воздействуют климатические изменения, мы поняли что список тех показателей, за которыми надо наблюдать очень обширный и охватывает практически все городские ключевые организации. Провести такой мониторинг оперативно возможно только с применением смарт-технологий» — говорит директор ГПБУ Мосэкомониторинг Полина Захарова.
Однако этот процесс в городе уже идет. Например в области энергообеспечения широко внедряются умные технологии. Модернизированная диспетчерская работает в режиме онлайн. У МОЭК и и Мосэнерго аварии фиксируются в автоматическом режиме, в том числе и в случаях, когда они связаны с климатом.
При этом, директор Мосэкомониторинга также признала важность локальных климатических прогнозов. «Москва примерно около 50 км с севера на юг. Она имеет изменчивые показатели климатические в пределах своей территории. И те прогнозы которые даются на севере не всегда актуальны для южных территорий» — добавила она.
Кроме того, помимо сбора данных о температуре и экологических показателях, необходимо мониторить состояние зеленых насаждений. Это также одна составляющих инфраструктуры города, подверженная климатическим изменения. Меняется время вегетации, возрастает количество засух.
Необходимы технологии, которые позволят следить за состоянием зеленого фонда города в реальном времени: отслеживать время полива, состояние и сокодвижение деревьев. Это особенно актуально для города, где 49% территории занимают зеленые насаждения, выполняющие важнейшие экосистемные задачи в том числе, и по поглощению парниковых газов.
Фото на обложке: Unsplash / Astemir Almov
