Петербургские учёные разработали методику прогнозирования весенних половодий в Арктике
Петербургские ученые создали и опробовали методику прогнозирования уровня воды при большом весеннем половодье в северных регионах. Занимаются этим в последние годы, используя возможности искусственного интеллекта, сотрудники Арктического и Антарктического института (ААНИИ).
ФОТО Jayde Keroi on Unsplash
Обычные методы прогнозирования весенних паводков основаны на данных о накопившихся запасах снега. Но для арктических регионов, где снег продолжает падать в начале весны, а местами его переносят метели, такие подходы малопригодны для того, чтобы предсказать характер половодья. К тому же сеть наблюдательных пунктов, действующих на Крайнем Севере, полностью не охватывает эти громадные просторы. А потому результаты отдельных измерений не всегда точно отражают ситуацию на всем водосборе, считают специалисты.
Предложенная ими методика определения весеннего подъема воды учитывает также влияние осенних осадков и зимнее промерзание почвы, что особенно важно для тундры. Из-за дождливой осени переполненные влагой болота зимой превращаются в сплошной ледяной щит, поясняют ученые. А весной, при таянии снега, мерзлая почва хуже впитывает талую воду, и потоки ее стекаются в реки. Как следствие, в северных районах формируются паводки с высоким уровнем воды. В сухую же осеннюю погоду почва больше впитывает талую воду, и резкого подъема уровня воды в реках по этой причине не предвидится.
Чтобы понять, какой сценарий окажется наиболее вероятным, к примеру, для рек Ямало-Ненецкого автономного округа, ученые построили для них цифровые модели, заложив более сотни физических параметров. Наиболее значимые из алгоритмов, которые они настраивали с учетом особенностей каждого речного бассейна, — накопление и перераспределение водных запасов, динамика гидрологических процессов, характеристика подземного питания и др.
При этом для рек Надым и Пур специалисты использовали один подход — метод так называемой гребневой регрессии, позволяющий работать с тесно связанными между собой признаками. А для реки Таз — совершенно другой, чтобы сделать прогноз экстремальных уровней воды более корректным. Цифровая модель реки Пяку-Пур строилась иначе, позволяя выявить предполагаемый подъем воды по сравнению с предвесенним минимумом.
Словом, цифровые двойники рек ученые разрабатывали на основе алгоритмов, описывающих поведение конкретных водотоков, особенности той или иной местности и другие факторы. А затем три года подряд сопоставляли результаты научно обоснованных прогнозов мартовского половодья на Ямале с полученными показателями.
Как выяснилось, предвосхитить реальное положение дел на ямальских реках, применяя компьютерное моделирование, удавалось в целом более чем на 81 %, что почти вдвое превосходит показатели обычного климатического прогноза. Для реки Надым предсказания мартовского половодья сбывались практически полностью. Фактический максимум подъема воды почти не отличался там от прогнозного. Для реки Пяку-Пур цифровая модель оказалась еще более «прозорливой». На реке Таз, где замеры проводились у села Красноселькуп, прогноз оправдался на 75 %. А применительно к реке Пур, протекающей у села Самбург, погрешность прогнозов год назад и в позапрошлом году была минимальной — соответственно, 5,8 см и 11,2 см.
Почему же так важно предвосхищать уровни весеннего половодья на Ямале? «Бассейны рек Надым, Пур и Таз имеют стратегическое значение для нефтегазовой промышленности этого автономного округа. Там находятся крупные месторождения с компрессорными станциями и магистральными газопроводами, а значит, экстремальные паводки могут представлять для промышленной и транспортной инфраструктуры региона большую опасность», — отмечает кандидат физико-математических наук Надежда Волкова, старший научный сотрудник отдела гидрологии устьев рек и водных ресурсов ААНИИ.
По ее словам, для северных рек характерно то, что они текут в основном с юга на север. Следовательно, весной талая вода устремляется к устьям рек, где ледовый покров может оставаться достаточно прочным. Велика вероятность образования ледовых заторов, затрудняющих сток воды и приводящих к резкому повышению ее уровня, поясняет специалист. А методика прогнозов, созданная учеными института, позволяет своевременно оценивать риски опасного для данной местности половодья и превентивно планировать нужные меры.
Эта методика долгосрочного гидрометеорологического прогноза в условиях меняющегося климата применима также для других арктических рек и морских акваторий. Результаты исследований заинтересовали, в частности, сотрудников Обь-Иртышского подразделения Росгидромета, одного из северных управлений по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Цифровое моделирование, полагают они, повысит точность прогнозов максимальных уровней речной воды при весеннем половодье.
Читайте также:
Петербургские ученые выявили скрытую причину таяния ледников на Шпицбергене
Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 212 (8277) от 13.11.2026 под заголовком «Полный Таз талой воды».