Системный анализ динамики геофизических процессов в российской Арктике и их воздействие на развитие и функционирование инфраструктуры железнодорожного транспорта

Снижение уровня техносферной безопасности в АЗРФ во многом связано с низкой ситуационной осведомленностью вследствие малой плотности покрытия пунктами геофизических и метеорологических наблюдений. Разработка и внедрение новых корреляционно-статистических моделей для оперативной оценки техносферных рисков, возникающих вследствие воздействия космической погоды на энергосистемы в АЗРФ, является актуальной поисковой задачей с выраженным прикладным характером. Будет проводиться изучение тонкой структуры магнитных бурь с целью определения вариабельности геомагнитного поля, представляющей наибольшую опасность возбуждения геоиндуцированных токов. Будет построен алгоритм прогноза возникновения резких геомагнитных вариаций на земной поверхности по параметрам космической погоды. Впервые будет поставлена проблема электромагнитной «экологии» околоземного пространства, ухудшающейся из-за воздействия излучений ЛЭП, радиопередатчиков и ж/д тяговых подстанций на ионосферу и магнитосферу. Расчет возможной модификации ионосферы над высоковольтными ЛЭП и радиопередатчиками будет апробирован анализом данных низкоорбитальных спутников. Будут решаться критически важные задачи по уточнению моделей литосферы и вечной мерзлоты в условиях изменения климата. Использование численного моделирования, спутниковых данных и климатических прогнозов позволит создать научно обоснованные рекомендации для адаптации регионов АЗРФ к изменяющимся условиям. На основе построенных моделей сейсмического режима зон АЗРФ будут рассчитаны и картированы вероятностные оценки степени воздействия от землетрясений на поверхности Земли, важные для расчета сейсмоукрепления объектов инфраструктуры. Будет создан сводный унифицированный каталог землетрясений восточного сектора АЗРФ за 1900–1962 гг. Будет разработана методология анализа опасных геодинамических процессов в АЗРФ с использованием данных ДЗЗ для создания инструментов мониторинга, устойчивого развития и минимизации геоэкологических рисков эксплуатации транспортных систем. Доказано, что увеличение площади открытой воды из-за таяния льдов может вызвать более сильные и чаще повторяющиеся штормы и высоты ветровых волн. Это усложняет условия судоходства и сильно влияет на состояние береговой инфраструктуры. Оперативный мониторинг ледовой обстановки на акватории СЛО успешно осуществляется методами ДЗЗ. Однако также необходима дополнительная информация о состоянии основных параметров СЛО: температура воздуха и поверхности морей, уровень морей, значимые высоты волн, скорость приводного ветра. Будет исследована климатическая изменчивость ветровых волн (1993–2024 гг.) по данным спутниковой альтиметрии – единственного метода ДЗЗ, позволяющего рассчитывать этот параметр на обширной акватории СЛО. Он же будет использован для исследования изменения уровня СЛО на акватории, свободной ото льда, т.к. береговых и островных уровенных постов не хватает для научно-обоснованного прогноза. Будут исследованы время начала и окончания ледостава в основных проливах, по которым проложен СМП. Будет проведен анализ климатических изменений основных параметров состояния атмосферы вдоль СМП и в портах. Для периода 1980–2023 гг. будет использован реанализ MERRA-2, для прогноза до 2100 г. – отдельные модельные сценарии развития климата, которые будут определены в результате сравнения межгодовой изменчивости измеренных на метеостанциях параметров с расчётами по прогностической климатической модели. Будут созданы новые интеллектуальные геоинформационные продукты для сбора, хранения и анализа созданных в ходе проекта геоданных. Они будут объединены в единую базу данных и оформлены в среде ГИС в виде цифровых карт, интерактивных атласов и картографических сервисов. Будет развит геопортал «Арктика». На ежегодной основе будет продолжено проведение Всероссийской школы молодых учёных «Системный анализ динамики природных процессов в российской Арктике» с привлечением в качестве лекторов ведущих ученых по наукам о Земле и смежным дисциплинам.