В 2023 году в составе национальной системы мониторинга динамики климатически активных веществ в наземных экосистемах заработают 140 тестовых полигонов
В России создается национальная система мониторинга динамики климатически активных веществ в наземных экосистемах. В 2023 году она будет включать 140 тестовых полигонов. Разработчиком системы мониторинга является консорциум «РИТМ углерода», в состав которого входят 18 научных центров и институтов РАН, 2 университета и производственное объединение Рослесинфорг. В основе работы системы мониторинга — интеграция наземных измерений, данных дистанционного зондирования Земли и математического моделирования. Все работы ведутся в рамках важнейшего инновационного проекта государственного значения «Единая национальная система мониторинга климатически активных веществ».
В настоящее время главной задачей консорциума «РИТМ углерода» является уточнение площади лесных и других наземных экосистем, а также всех иных исходных данных и коэффициентов, необходимых для расчетов динамики бюджета углерода, которые очень сильно зависят от различных природно-климатических условий. Поэтому формируется территориально распределенная национальная сеть мониторинга запасов углерода в растительности и почвах и потоков парниковых газов.
— Потоки парниковых газов измеряются круглогодично, запасы углерода в растительности и почвах оцениваются летом и осенью на полигонах и пробных площадях данной сети по единым методикам. Это важно для получения достоверной информации о параметрах цикла углерода, а также для обновления расчетных коэффициентов, которые используются в Национальном кадастре. Все методики разработаны участниками нашего консорциума и будут корректироваться по итогам экспедиционного сезона этого года, — рассказала координатор консорциума «РИТМ углерода», директор ЦЭПЛ РАН, член-корреспондент РАН Наталья Лукина.
В 2023 году сеть мониторинга динамики климатически активных веществ в наземных экосистемах будет включать 140 тестовых полигонов. В состав сети входят полигоны экстенсивного уровня и интенсивного уровня двух типов. На полигонах экстенсивного уровня обеспечивается максимально полный охват всего разнообразия наземных экосистем. Наземные данные этих полигонов будут использоваться в комбинации со спутниковыми снимками высокого и среднего пространственного разрешения (30–230 м) для оценок на национальном уровне.
На полигонах интенсивного уровня типа I детально изучаются характеристики растительности и почв, строятся модели пулов углерода с использованием спутниковых снимков высокого разрешения (1-30 м) и данных беспилотников (разрешение 5-20 см). Эти полигоны нацелены на оценку связей между данными наземных и спутниковых измерений разного уровня детальности. На полигонах интенсивного уровня типа II оценивается баланс парниковых газов в разных экосистемах и собираются данные для развития климатических моделей; исследования ведутся с использованием эколого-климатических автоматических станций.
Планируется, что к концу 2024 года сеть мониторинга будет включать 259 полигонов, а к концу 2030 года — 1329. Интенсивный уровень мониторинга планируется осуществлять на 50 полигонах.
В 2023 году в сеть мониторинга интенсивного уровня включены региональные и локальные сети наблюдений за потоками климатически активных веществ: в Красноярском крае (KrasFlux), в Республике Саха (Якутия, SakhaFluxNet), в Тверской и Новгородской областях, в Республике Коми и в Ханты-Мансийском АО.
Сегодня в национальную систему мониторинга динамики климатически активных веществ в наземных экосистемах входят:
– 120 полигонов экстенсивного уровня, расположенных в следующих субъектах Российской Федерации: Тверская область, Вологодская область, Республика Коми, Кировская область, Республика Башкортостан, Тюменская область, Свердловская область, Омская область, Забайкальский край, Хабаровский край, Приморский край, Иркутская область, Архангельская область, Курганская область, Республика Бурятия, Амурская область, Томская область, Республика Саха (Якутия);
– 4 полигона интенсивного уровня типа I (Московская область, Республика Коми, Республика Карелия, Ханты-Мансийский автономный округ);
– 16 полигонов интенсивного уровня типа II с установленными эколого-климатическими станциями.
— Эколого-климатические станции – это измерительные комплексы для непрерывной высокочастотной автоматической регистрации турбулентных потоков энергии и климатически активных веществ в приземном слое атмосферы. В основе работы станций заложен признанный во всем мире метод турбулентных пульсаций. Порядка 77% станций, расположены в подзонах южной и средней тайги, в основном в болотных и лесных экосистемах, — рассказала координатор консорциума «РИТМ углерода», директор ЦЭПЛ РАН, член-корреспондент РАН Наталья Лукина.
Наряду с формированием сети мониторинга климатически активных веществ в наземных экосистемах и разработкой единых методик для оценок на этой сети, участники консорциума «РИТМ углерода» в 2023 году:
вводят в эксплуатацию действующие прототипы технологий оценки бюджета углерода в ненарушенных и нарушенных лесных экосистемах на основе дистанционного мониторинга;
калибруют и оценивают степень достоверности комплексных математических моделей динамики углерода в разных типах экосистем;
разрабатывают прогнозы поглощения парниковых газов разными типами наземных экосистем на локальном уровне
развивают российскую систему учета углерода ИАС «Углерод Э».
— Создание комплексной научно-обоснованной инфраструктуры учета, анализа и прогноза динамики климатически активных веществ поможет разрабатывать и принимать взвешенные управленческие решения в современных условиях комбинированного действия природных и антропогенных факторов. Данные единой национальной системы мониторинга станут основой для эффективного управления лесами, сельскохозяйственными и водно-болотными угодьями в условиях меняющегося климата, — отметила Наталья Лукина.
Объективная оценка антропогенных и природных потоков климатически активных веществ на территории нашей страны, их концентраций в атмосфере и влияния на глобальный и региональный климат важна для разработки мер, направленных на низкоуглеродное развитие российской экономики, адаптацию экономики и населения страны к изменениям климата, а также защиту российских позиций на международной арене.
СПРАВКА:
Работа над национальной системой мониторинга климатически активных веществ началась по поручению Президента России. Согласно Указу Президента РФ от 4 ноября 2020 г. №666 «О сокращении выбросов парниковых газов»: необходимо обеспечить к 2030 году сокращение выбросов парниковых газов до 70% относительно уровня 1990 года с учетом максимально возможной поглощающей способности лесов и иных экосистем и при условии устойчивого и сбалансированного социально-экономического развития Российской Федерации».
Согласно временному перечню климатически активных веществ (КАВ), в отношении которых реализуются мероприятия важнейшего инновационного проекта государственного значения «Единая национальная система мониторинга климатически активных веществ», к КАВ относятся: диоксид углерода (CO2), метан (CH4), закись азота (N2O), атмосферный аэрозоль, черный углерод, гексафторид серы (SF6), трифторметан (CHF3), дифторметан (CH2F2), пентафторэтан (C2HF5(CF3CHF2)), тетрафторэтан, трифторэтан и др.
Баланс углерода — это нетто-поглощение (то есть превышение поглощения над выбросами) углерода, выраженное в CO2 эквиваленте. Главным накопителем углерода и важнейшим элементом в борьбе с парниковым эффектом является лес. Однако лесные пожары и другие нарушения, в результате которых выделяются парниковые газы и гибнет лес, снижают потенциал лесов в поглощении парниковых газов. К источникам парниковых газов среди наземных экосистем относятся сельскохозяйственные угодья. Согласно Стратегии социально-экономического развития России с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года, предполагается рост поглощающей способности управляемых экосистем до 1200 млн. тонн эквивалента углекислого газа в лесном хозяйстве.
В настоящее время главной задачей консорциума «РИТМ углерода» является уточнение площади лесных и других наземных экосистем, а также всех иных исходных данных и коэффициентов, необходимых для расчетов динамики бюджета углерода, которые очень сильно зависят от различных природно-климатических условий. Поэтому формируется территориально распределенная национальная сеть мониторинга запасов углерода в растительности и почвах и потоков парниковых газов.
— Потоки парниковых газов измеряются круглогодично, запасы углерода в растительности и почвах оцениваются летом и осенью на полигонах и пробных площадях данной сети по единым методикам. Это важно для получения достоверной информации о параметрах цикла углерода, а также для обновления расчетных коэффициентов, которые используются в Национальном кадастре. Все методики разработаны участниками нашего консорциума и будут корректироваться по итогам экспедиционного сезона этого года, — рассказала координатор консорциума «РИТМ углерода», директор ЦЭПЛ РАН, член-корреспондент РАН Наталья Лукина.
В 2023 году сеть мониторинга динамики климатически активных веществ в наземных экосистемах будет включать 140 тестовых полигонов. В состав сети входят полигоны экстенсивного уровня и интенсивного уровня двух типов. На полигонах экстенсивного уровня обеспечивается максимально полный охват всего разнообразия наземных экосистем. Наземные данные этих полигонов будут использоваться в комбинации со спутниковыми снимками высокого и среднего пространственного разрешения (30–230 м) для оценок на национальном уровне.
На полигонах интенсивного уровня типа I детально изучаются характеристики растительности и почв, строятся модели пулов углерода с использованием спутниковых снимков высокого разрешения (1-30 м) и данных беспилотников (разрешение 5-20 см). Эти полигоны нацелены на оценку связей между данными наземных и спутниковых измерений разного уровня детальности. На полигонах интенсивного уровня типа II оценивается баланс парниковых газов в разных экосистемах и собираются данные для развития климатических моделей; исследования ведутся с использованием эколого-климатических автоматических станций.
Планируется, что к концу 2024 года сеть мониторинга будет включать 259 полигонов, а к концу 2030 года — 1329. Интенсивный уровень мониторинга планируется осуществлять на 50 полигонах.
В 2023 году в сеть мониторинга интенсивного уровня включены региональные и локальные сети наблюдений за потоками климатически активных веществ: в Красноярском крае (KrasFlux), в Республике Саха (Якутия, SakhaFluxNet), в Тверской и Новгородской областях, в Республике Коми и в Ханты-Мансийском АО.
Сегодня в национальную систему мониторинга динамики климатически активных веществ в наземных экосистемах входят:
– 120 полигонов экстенсивного уровня, расположенных в следующих субъектах Российской Федерации: Тверская область, Вологодская область, Республика Коми, Кировская область, Республика Башкортостан, Тюменская область, Свердловская область, Омская область, Забайкальский край, Хабаровский край, Приморский край, Иркутская область, Архангельская область, Курганская область, Республика Бурятия, Амурская область, Томская область, Республика Саха (Якутия);
– 4 полигона интенсивного уровня типа I (Московская область, Республика Коми, Республика Карелия, Ханты-Мансийский автономный округ);
– 16 полигонов интенсивного уровня типа II с установленными эколого-климатическими станциями.
— Эколого-климатические станции – это измерительные комплексы для непрерывной высокочастотной автоматической регистрации турбулентных потоков энергии и климатически активных веществ в приземном слое атмосферы. В основе работы станций заложен признанный во всем мире метод турбулентных пульсаций. Порядка 77% станций, расположены в подзонах южной и средней тайги, в основном в болотных и лесных экосистемах, — рассказала координатор консорциума «РИТМ углерода», директор ЦЭПЛ РАН, член-корреспондент РАН Наталья Лукина.
Наряду с формированием сети мониторинга климатически активных веществ в наземных экосистемах и разработкой единых методик для оценок на этой сети, участники консорциума «РИТМ углерода» в 2023 году:
вводят в эксплуатацию действующие прототипы технологий оценки бюджета углерода в ненарушенных и нарушенных лесных экосистемах на основе дистанционного мониторинга;
калибруют и оценивают степень достоверности комплексных математических моделей динамики углерода в разных типах экосистем;
разрабатывают прогнозы поглощения парниковых газов разными типами наземных экосистем на локальном уровне
развивают российскую систему учета углерода ИАС «Углерод Э».
— Создание комплексной научно-обоснованной инфраструктуры учета, анализа и прогноза динамики климатически активных веществ поможет разрабатывать и принимать взвешенные управленческие решения в современных условиях комбинированного действия природных и антропогенных факторов. Данные единой национальной системы мониторинга станут основой для эффективного управления лесами, сельскохозяйственными и водно-болотными угодьями в условиях меняющегося климата, — отметила Наталья Лукина.
Объективная оценка антропогенных и природных потоков климатически активных веществ на территории нашей страны, их концентраций в атмосфере и влияния на глобальный и региональный климат важна для разработки мер, направленных на низкоуглеродное развитие российской экономики, адаптацию экономики и населения страны к изменениям климата, а также защиту российских позиций на международной арене.
СПРАВКА:
Работа над национальной системой мониторинга климатически активных веществ началась по поручению Президента России. Согласно Указу Президента РФ от 4 ноября 2020 г. №666 «О сокращении выбросов парниковых газов»: необходимо обеспечить к 2030 году сокращение выбросов парниковых газов до 70% относительно уровня 1990 года с учетом максимально возможной поглощающей способности лесов и иных экосистем и при условии устойчивого и сбалансированного социально-экономического развития Российской Федерации».
Согласно временному перечню климатически активных веществ (КАВ), в отношении которых реализуются мероприятия важнейшего инновационного проекта государственного значения «Единая национальная система мониторинга климатически активных веществ», к КАВ относятся: диоксид углерода (CO2), метан (CH4), закись азота (N2O), атмосферный аэрозоль, черный углерод, гексафторид серы (SF6), трифторметан (CHF3), дифторметан (CH2F2), пентафторэтан (C2HF5(CF3CHF2)), тетрафторэтан, трифторэтан и др.
Баланс углерода — это нетто-поглощение (то есть превышение поглощения над выбросами) углерода, выраженное в CO2 эквиваленте. Главным накопителем углерода и важнейшим элементом в борьбе с парниковым эффектом является лес. Однако лесные пожары и другие нарушения, в результате которых выделяются парниковые газы и гибнет лес, снижают потенциал лесов в поглощении парниковых газов. К источникам парниковых газов среди наземных экосистем относятся сельскохозяйственные угодья. Согласно Стратегии социально-экономического развития России с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года, предполагается рост поглощающей способности управляемых экосистем до 1200 млн. тонн эквивалента углекислого газа в лесном хозяйстве.
Рис. 1. В 2023 году сеть мониторинга динамики климатически активных веществ в наземных экосистемах будет включать 140 тестовых полигонов.
Рис. 2. Структура информационно-аналитической системы мониторинга углерода в наземных экосистемах, ИАС «Углерод Э».
Автор: Надежда Пупышева, руководитель медианаправления
Координаты для связи: Консорциум «РИТМ углерода», https://ritm-c.ru/ e-mail: press@ritm-c.ru
Автор: Надежда Пупышева, руководитель медианаправления
Координаты для связи: Консорциум «РИТМ углерода», https://ritm-c.ru/ e-mail: press@ritm-c.ru