Ученые предсказали, где будут наводнения, а где засуха

Международный коллектив ученых впервые сравнил три метода компьютерного моделирования почвы на уровне пор. Они выяснили, что цифровой двойник почвы корректно работает для прогнозирования ее свойств, сообщает Zakon.kz.

Результаты исследования опубликованы в журнале Soil and Tillage Research. Авторы доказали, что этот подход позволит предотвращать эрозии и наводнения, прогнозировать запасы воды в различных сценариях выпадения осадков, а также учитывать влияние изменения климата.

"Можно пойти и дальше – на основе разрабатываемых методик можно создавать дизайнерские почвы с идеальными физическими свойствами для определенных культур и условий окружающей среды", – добавил Кирилл Герке, директор по науке Центра вычислительной физики.

Очень важен параметр насыщенной гидравлической проводимости почвы – величина, показывающая, как быстро вода может просачиваться и распределяться по почве. Этот параметр позволят определять продуктивность почвы для сельского хозяйства, риски эрозии и наводнения и способность почвы справляться с экологическими последствиями.

Цифровой подход открыл новые задачи в выявлении причин расхождения, такие как необходимость учета разных масштабов в структуре почвы, выявление органики, расположенной в порах почвы. Благодаря моделированию впервые удалось подчеркнуть анизотропность почвы – ее способность проводить воду по-разному в различных направлениях. Этот эффект сложно исследовать экспериментальными методами.

"Безусловно, как у и любой модели, у нашей тоже есть ограничения. Мы используем статические данные о структуре, полученные с помощью компьютерной томографии при определенном насыщении почвы водой. При изменении влажности структура, в которой происходит фильтрация, меняется. Для учета влияния этих факторов нам необходимо описать динамику структуры при изменении влажности. Совместив две модели: модель фильтрации и динамики структуры, мы сможем впервые детально описать процессы в реальных природных объектах, что будет значительным шагом вперед", – добавил Кирилл Герке.