Сотрудники Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН разработали численную математическую модель, с помощью которой оценили рост эмиссии метана в болотных экосистемах Западной Сибири за последние 30 лет.

Исследования выполнены в рамках важнейшего инновационного проекта государственного значения «Национальная система мониторинга пулов углерода и потоков парниковых газов на территории Российской Федерации».

«Болотные экосистемы Западной Сибири занимают огромные территории и играют важную роль как в накоплении углерода, так и в эмиссии парниковых газов — метана и углекислого газа. По этой причине, в свете современного интереса к глобальному потеплению, становится важным учёт роли таких компонентов деятельного слоя суши при создании различных климатических моделей», — рассказал старший научный сотрудник лаборатории климато-экологических исследований ИМКЭС СО РАН кандидат физико-математических наук Василий Богомолов.

По словам Василия Богомолова, в условиях потепления климата болота вносят свой вклад в баланс парниковых газов, увеличение концентраций которых во многом определяет изменчивость климата всей Земли. Это обусловлено тем, что органические вещества, мортмасса (мёртвое органическое вещество), длительное время депонирующиеся в торфяной залежи, медленно разлагаются. В результате этого процесса происходит генерация как метана, так и углекислого газа, которые поступают в атмосферу. При этом данный источник метана, как правило, не учитывается в современных моделях климата, а при неблагоприятных сценариях климатических изменений на нашей планете изменения в эмиссии метана и диоксида углерода могут быть существенными.

При создании модели использовались массивы данных экспедиционных измерений, которые на протяжении многих лет сотрудники ИМКЭС СО РАН ведут на Васюганских болотах, крупнейших в мире. Численный эксперимент проводился на серверах ИМКЭС СО РАН для территории, включающей южно-таёжную зону Западно-Сибирской равнины, и охватывал 30-летний срок — с 1990 по 2020 годы.

Полученные результаты показали, что за последние 30 лет поток метана увеличился в среднем на 15—20 %, а наибольший вклад в его рост внесли обводнённые участки, а наименьший — рямы, т. е. участки болота, поросшие низкорослым лесом или зарослями кустарников, а также осушенные участки. Общие значения потока метана, поступившие в атмосферу за 30 лет с исследуемой территории (с учётом площади болот и разнообразия представленных здесь видов ландшафта), составили в среднем более 216 мегатонн, или чуть более 7 мегатонн за год. В случае увеличения площадей топей поток метана будет возрастать, а в случае их сокращения — уменьшаться.

С помощью математической модели можно решать и другие задачи, связанные с болотными экосистемами: рассчитывать эмиссию углерода, прогнозировать события, которые могут развернуться в будущем, закладывая разные варианты их развития.

Полученная в Томске модель является блоком модели деятельного слоя суши TerM, разработанной специалистами Научно-исследовательского вычислительного центра МГУ совместно с сотрудниками ИМКЭС СО РАН. Компоненты этой комплексной модели, в частности, цикл углерода болот, используются в модели Земной системы INMCM, разработанной в Институте вычислительной математики им. Г.И. Марчука РАН в Москве, — единственной из России в международной программе SMIP.

Источник: пресс-служба Томского научного центра СО РАН.