ИИ на севере: учёные ААНИИ создали систему прогнозирования половодья и испытали на реках Ямала в зонах промышленной инфраструктуры
Новая модель учитывает то, что традиционные методы пропускали: осеннее увлажнение и зимнее промерзание почвы, в результате точность прогнозов превышает 80% – вдвое больше обычных
Ямал. Фото: Ксения Никольская / GeoPhoto
Ученые Арктического и антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ) разработали для Обь-Иртышского УГМС новую цифровую модель долгосрочного прогнозирования максимальных уровней весеннего половодья с применением технологий искусственного интеллекта (ИИ). Она была испытана на реках контрольного региона – Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО – Ямала), и точность предсказаний составила в среднем 81,25%, что почти вдвое превосходит показатели обычного климатического прогноза. Как отметили в институте, бассейны рек Надым, Пур и Таз – зоны инфраструктуры нефтегазовой промышленности, где расположены предприятия на крупных месторождениях, компрессорные станции, магистральные газопроводы, дороги, и паводки могут представлять угрозу для них. Ученые при разработке методики учли две важных особенности, способствующих формированию высоких паводков в северных районах, – течение рек с юга на север и погоду осенью и зимой. Об этом сообщила пресс-служба института.
Один учтённый специалистами ААНИИ фактор – течение рек с юга на север: из-за этого весной вода с уже оттаявшего юга упирается в ещё скованные льдом более северные участки, что приводит к заторам и паводкам. Второй фактор – погодный. Традиционные прогнозы паводков опираются на данные о запасах снега, но в Арктике в начале марта этих показателей недостаточно – снег ещё продолжает накапливаться. Учёные добавили в прогнозную модель уровни осеннего увлажнения и зимнего промерзания почвы. Оказалось, что дождливая осень и переполненные влагой болота при замерзании превращают поверхность тундры в ледяной щит, в результате весной талая вода не впитывается, а почти вся уходит в реки, – что способствует весеннему половодью в северных районах России. При сухой осени почва способна поглощать больше воды, что снижает риск резкого подъема уровня рек весной.
Для рек Ямала собрали систему из 120 физических характеристик – от истощения подземных вод до того, как накапливаются и перераспределяются водные запасы. Алгоритмы настраивали под каждый бассейн рек Надым, Пур и Таз отдельно. В среднем оправдываемость прогнозов весеннего половодья в ЯНАО составила 81,25%: от 75% на реке Таз до 100% на реке Надым (при фактическом уровне 355 см прогноз составил 351,3 см). А на Пяку-Пуре за 90 дней до пика модель предсказала даже 940,1 см при реальных 940,0 см.
Разработанные методики позволяют заблаговременно оценивать риски и уровни опасного разлива вод и планировать превентивные меры.
