ipmash@ipme.ru | +7 (812) 321-47-78
пн-пт 10.00-17.00
Институт Проблем Машиноведения РАН ( ИПМаш РАН ) Институт Проблем Машиноведения РАН ( ИПМаш РАН )

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт проблем машиноведения Российской академии наук

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт проблем машиноведения Российской академии наук

Ученые ИПМаш РАН создали модель, предсказывающую изменения биосферы

Ученые Института проблем машиноведения РАН совместно с коллегами из Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета ЛЭТИ, Новгородского центра развития инноваций и промышленности и Нортумбрийского университета (Великобритания) построили модель, позволяющую прогнозировать развитие биомов на основе изменения климатических данных. 

Результаты исследования опубликованы в Applied Mathematical Modelling.

Климатические изменения на Земле могут вызывать глобальные изменения. Причем эти изменения могут влиять не только на климатическую систему самой планеты, но и экосистему и биосферу в целом. Эта связь является взаимной, то есть биосфера тоже может влиять на климат.

Проиллюстрировать эту связь можно тем, что 2 млрд лет назад в атмосфере Земли не было кислорода, и она состояла в основном из углерода и метана. Однако климатические изменения вовремя криогения (720—635 млн лет назад) привели к увеличению кислорода. Попавшие в результате этого в океан осадки, богатые химическими элементами такими как фосфор, вместе с высоким содержание в атмосфере углекислого газа, вызвали взрывной рост популяций цианобактерий, производящих кислород. Это привело к относительно быстрому процессу замены метана кислородом в атмосфере Земли. В свою очередь большая концентрация кислорода позволила развиться многоклеточным формам.

В результате климат изменился радикально, и как следствие изменились состав атмосферы и биосфера. Связь между климатом и биосферой существует и сегодня. Для многих бактерий кислород – это яд. Они были вынуждены прятаться в болотах, прудах и т.д. В результате потепления болота в Сибири меньше подвержены замерзанию, что приводит к быстрому росту популяций бактерий, живущим там. Эти бактерии выбрасывают в атмосферу метан и атмосфера разогревается сильнее. Этот процесс может привести к глобальному потеплению и даже полному вымиранию всего живого на планете.

«Благодаря математическому расчету и пониманию некоторых взаимосвязей, мы создали модель, предсказывающую стабильность тех или иных биомов (отдельных географических регионов со специфическим климатом, растительностью и животным миром). Модель предложена для растительных биомов (тундра, лес, степь и т.д). Наши уравнения описывают изменение границы биома при изменении температуры и осадков. По палеонтологическим данным мы можем проследить, как проходил процесс изменения биомов, а также связь этого процесса с климатом в прошлом (примерно 30 млн лет назад). А настроив параметры соответствующим образом, мы можем предсказать и будущее», – прокомментировал ведущий научный сотрудник лаборатории математического моделирования волновых процессов ИПМаш РАН Сергей Вакуленко.

По его словам, модель была протестирована на примере биома широколиственного леса. Данные для моделирования получены Мэттью Паундом и его коллегами из Нортумбрийского университета. Модель пригодна как для описания изменений биосферы и климатических изменений как в прошлом, так и для прогнозирования будущих изменений.

16:45
411
Используя этот сайт, вы соглашаетесь с тем, что мы используем файлы cookie.