Сибирские математики помогают отслеживать качество воздуха

СФО, 24.12.19 (ИА «Телеинформ»), - Сибирские ученые разрабатывают систему, которая определяет источники загрязнений и моделирует перенос вредных веществ в атмосфере.

Как сообщает портал «Наука в Сибири», чтобы предсказать, как в атмосфере будут распределяться загрязняющие примеси, а значит, каким окажется качество воздуха, необходимо учитывать все, что оказывает воздействие на его состав. Источниками загрязнения могут быть, например, выбросы с предприятий и транспорта, свалки, пожары. Кроме того, в атмосфере под влиянием солнечного света и влажности, как в огромном химическом реакторе, происходят химические трансформации, в результате которых образуются новые вещества-загрязнители.

– Зачастую получить всю необходимую для построения прогнозов и оценок информацию невозможно. Мы не всегда точно знаем источники загрязнения, а также не всегда понятно, по какому пути пойдут химические трансформации. Поэтому приходится использовать данные мониторинга, которые имеют неполный характер: в них содержатся измерительные шумы, могут быть перерывы в наблюдениях», – говорит старший научный сотрудник Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН кандидат физико-математических наук Алексей Пененко.

Чтобы восполнить недостаток информации, в ИВМиМГ СО РАН используют специальные математические методы, называемые методами обратного моделирования. Они позволяют совместить данные, полученные с помощью мониторинга, с оценками источников загрязнений, и на этой основе получить картину уровня загрязнений. Совместно с Институтом оптики атмосферы имени Зуева СО РАН (Томск) и Сибирским региональным научно-исследовательским гидрометеорологическим институтом математики разработали систему IMDAF (Inverse Modeling and Data Assimilation Framework). Она определяет источники загрязнений по данным контактных и дистанционных измерений, а также моделирует перенос загрязнений от конкретных источников с учетом химических трансформаций. Система может работать в режиме реального времени.

В этом году ученые добавили в систему еще один алгоритм идентификации источников. Его конструкция допускает распараллеливание вычислений, что позволяет использовать его на современных ЭВМ.