Очередное, 173-ое заседание семинара "Математическое моделирование
геофизических процессов: прямые и обратные задачи" под председательством д.ф.-м.н.
Степаненко Виктора Михайловича прошло 3-го апреля 2025 г. в гибридном формате: очно
в конференц-зале НИВЦ МГУ и в виде вебинара на платформе Zoom. На заседании был
представлен доклад сотрудников Аграрного центра МГУ В.Н. Павловой и В.А.
Романенкова на тему «Имитационная система Климат-Почва-Урожай для оценки
агроклиматических ресурсов и продуктивности сельскохозяйственных культур при
изменении климата». В семинаре приняли участие сотрудники НИВЦ и Аграрного центра,
аспиранты и студенты географического факультета, а также представители Российской
национальной перестраховочной компании (АО РНПК).
Компоненты и режимы работы имитационной системы КПУ
В докладе была представлена структура имитационной системы Климат-Почва-
Урожай (КПУ) разработанная коллективом авторов под руководством проф., д-ра физ.-
мат. наук О. Д. Сиротенко. Имитационная система включает следующие компоненты:
программная реализация динамической модели продуктивности агроэкосистем "Погода-
Урожай"; информационная база данных, включающая гидрометеорологическую
информацию более чем за столетний период, данные сценариев изменения климата,
данные о физических и химических свойствах почвы, агроклиматические параметры
(фенологические даты, запасы влаги в почве и др.); программы "развертки" и/или
детализации сценариев климата будущего; средства визуализации входных данных и
результатов моделирования.
Динамическая модель "Погода-Урожай" включает три взаимосвязанные
субмодели: 1) рост и развитие растений, 2) влагозапасы почвы, 3) минеральное питание.
Расчёты динамики фитомассы отдельных органов растений как результата моделирования
процессов фотосинтеза, дыхания, роста, распада, развития и старения, влагозапасов почвы
как результата моделирования процессов инфильтрации, испарения, транспирации и
корневого поглощения воды и минерального азота почвы выполняется с суточным шагом
по времени. В субмодель роста и развития растений включён параметризованный блок для
учёта прямого воздействия на растения СО2 и тропосферного озона.
Разработана и реализована стохастическая модель генерации временных рядов суточных
данных по их среднемесячным значениям с учётом авто- и кросскорреляционных связей
между ними. Годовой ход метеорологических величин аппроксимируется
тригонометрическим полиномом. Процедура распознавания дней с осадками построена на
основе соотношения правдоподобия.
В системе КПУ рассчитываются показатели продуктивности: климатически
обусловленная урожайность и биоклиматический потенциал. Разработана система
мониторинга тенденций изменения, изменчивости и экстремальности агроклиматических
показателей тепло- и влагообеспеченности и продуктивности зерновых по субъектам в
земледельческой зоне России с 1976 г.
На основе КПУ разработана методология оценивания тенденций изменений
урожайности зерновых культур, обусловленной изменением климата за последние
десятилетия в основных зернопроизводящих регионах России и сопредельных странах.
Она позволяет дать обоснование эффективности адаптации к наблюдаемым
климатическим изменениям впервые с детализацией до районного уровня рассмотрения.
Научное обеспечение процесса адаптации к изменениям климата позволяет
сельхозпроизводителям управлять климатическими рисками и использовать новые
возможности, связанные с изменениями климата.
Авторы ответили на вопросы участников семинара. Видео-записи семинара
доступны на youtube-канале: http://www.youtube.com/channel/UCWQN2u1Zl1zbuMqLuuQpVtQ
