Ученые определили, как может измениться плодородие почв к 2050 году

Работа опубликована в журнале IEEE Access. Методология исследования включала в себя три этапа: сбор и предварительная обработка данных, обучение моделей машинного обучения и оценка результатов посредством прогнозирования распределения пахотных земель на основе различных климатических моделей и сценариев изменения климата. Исследование было сосредоточено на регионах Восточной Европы и Северной Азии.

«Данные, которые мы используем в работе, открытые, их может использовать каждый: ERA5 — данные климатического анализа Европейского центра прогнозирования погоды, микс настоящих измерений с метеостанций и моделей, которые помогают получить общую сетку 30 х 30 квадратный километр во всем мире. Их можно получить с 1950 года по сегодняшний день. Другие данные — модели CMIP — нацелены на предсказание изменений климата до 2100 года. Это климатические модели, которые делают в разных институтах мира, в том числе в России», — рассказал первый автор работы, инженер-исследователь Центра прикладного искусственного интеллекта в Сколтехе Валерий Шевченко.

Так как модели CMIP имеют разную точность по разным климатическим параметрам (температура воздуха, скорость ветра и другие), исследователи получили три набора данных и проанализировали их по трем различным сценариям изменения климата: устойчивое будущее зеленой энергетики с низким уровнем выбросов, умеренный сценарий со средним количеством выбросов и высокая зависимость от ископаемого топлива со значительным увеличением выбросов парниковых газов. Для тщательного изучения условий орошения пахотных земель команда ученых интегрировала данные анализа глобальной поддержки продовольственной безопасности с разрешением 1 х 1 километр.

«Мы получили модель, которая с хорошей точностью предсказывает, что есть сейчас, и использовали эту модель для предсказания того, что будет в 2050 году с помощью собранных данных из моделей CMIP. Мы не можем сказать, что это будет именно так, потому что здесь важно учитывать много параметров — например, тип земли, эрозию почв. Мы лишь можем предсказать тренды в зависимости от разных сценариев развития климата и привлечь внимания людей к выработке стратегий на будущее уже сегодня», — продолжил Валерий Шевченко.

Ученые пришли к выводу, что через 25 лет количество пахотных земель увеличится, однако сместится на север, а на участках, которые активно используются для выращивания урожая сегодня, может потребоваться значительно более активная ирригация. Авторы подчеркивают, что их выводы совпадают с рекомендациями Межправительственной группы экспертов по изменению климата, в которых делается акцент на важности подробных региональных оценок для адаптации к изменчивости климата и обеспечения поставок продовольствия.

Сколтех

401 статей

Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.

Показать больше