ИСТИНА

Разработка глобальной модели земной системы мирового уровня для исследовательских целей и сценарного прогнозирования климатических изменений, повышение точности климатических моделей и надежности климатических прогнозов, в рамках реализации важнейшего инновационного проекта государственного значения «Единая национальная система мониторинга климатически активных веществ»

Разработка и включение в Модель Земной системы ИВМ РАН усовершенствованного блока моделирования деятельного слоя суши ИВМ РАН-МГУ, прогноз выбросов и поглощения СО2 и метана антропогенно-управляемыми экосистемами суши (электронные карты).

Основные результаты руководителя проекта В.М. Степаненко связаны с параметризацией гидрологических процессов на суше для математических моделей прогноза погоды и климата. Создана численная модель водоёма LAKE, описывающая основные физические процессы в слоях воды, почвы, льда и снега, а также – впервые в мире – биогеохимические процессы, контролирующие содержание и потоки в атмосферу парниковых газов метана и углекислого газа (Stepanenko et al., 2011; Stepanenko et al., 2016) (сводный список литературы приведён в разделе “Содержание проекта”). В последней версии модели введены эффекты проточности, что позволяет применять её к водохранилищам (Степаненко и др., 2020). Проведено несколько международных экспериментов по сравнению одномерных моделей водоёма, выявивших сильные и слабые стороны моделей и позволивших сформулировать рекомендации по их дальнейшему развитию (Stepanenko et al., 2010, 2014; Guseva et al., 2021). В настоящее время модель принимает участие в международном проекте сравнения моделей ISIMIP2b (Vanderkelen et al., 2020; Woolway et al., 2021, Grant et al., 2021). Под руководством В.М. Степаненко модель LAKE внедрена в одну из версий модели Земной системы ИВМ РАН (Bogomolov et al., 2016). Создана параметризация речной сети в модели деятельного слоя суши ИВМ РАН – МГУ. Впервые в мире для подобного рода моделей для каждой реки решаются уравнения гидродинамики (диффузионной волны) и притока тепла (Степаненко и др., 2019). Реализованы численные схемы решения уравнений термогидродинамики, ориентированные на область применения модели: от расчетов коротких экстремальных событий до вычислений на климатических масштабах времени. Модель показала высокое качество воспроизведения расхода и температуры воды на примере р. Северная Двина и Колыма (Medvedev and Stepanenko, 2020).