Крутиков

Обеспечение климато-экологической безопасности недропользования в Сибири
М.В.Кабанов, В.А.Крутиков
Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, г. Томск
Реализация крупномасштабных проектов социально-экономического развития
Сибири
сопряжена
гармонизации
с
необходимостью
промышленного
освоения
решения
фундаментальных
природных
ресурсов
и
проблем
по
требований
экологической безопасности. В свете наблюдаемых в последние десятилетия изменений
окружающей среды и климата (природно-климатических изменений) требования
экологической безопасности становятся особенно актуальными. Однако наблюдаемые
изменения во многих регионах планеты, в том числе и на территории Сибири, остаются
пока недостаточно изученными как для научного обоснования требований экологической
безопасности, так и для прогноза наблюдаемых изменений.
Мировой опыт показывает, что для решения фундаментальной проблемы, связанной
с глобальными и региональными изменениями, существующие мировые сети целевого
мониторинга
(гидрометеорологического,
криосферного,
газопарникового и др.) необходимы, но недостаточны.
аэрозольно-радиационного,
Общепризнанным в мире и
перспективным подходом к решению этой проблемы являются «интегрированные
региональные исследования» (в формулировке Международной геосферно-биосферной
программы), т.е. осуществление комплексного регионального мониторинга природных и
климатических процессов. Практическая реализация этого подхода в рамках ряда
международных и российских программ находится на начальной стадии и пока не
увязывается с перспективами социально-экономического развития тех или иных регионов.
В частности, вне фокуса этих программ пока остается и обширный Сибирский
субконтинент. А именно тот регион планеты в северном полушарии отличается
повышенными темпами развития природо- и недропользования и одновременно
повышенными темпами наблюдаемых природно-климатических изменений в последние
десятилетия. Глобальная роль этого региона особенно ярко проявилась в прошедшую
зиму, когда многомесячная блокировка западного переноса воздушных масс Сибирским
антициклоном привела к непредсказуемым природным катаклизмам на всем Европейском
субконтиненте.
В Сибирском отделении РАН в 2009 году был разработан специальный проект по
созданию Центра и опорной сети мониторинга природно-климатических процессов
Сибири (головная организация – Институт мониторинга климатических и экологических
систем СО РАН). Основу предлагаемого проекта составляет ряд концептуальных
соображений, в том числе:
1) географически распределенная в характерных природно-климатических зонах
опорная сеть мониторинга создается как региональный научно-исследовательский
полигон, обеспечивающий накопление фактических данных, калибровку результатов
дистанционного зондирования из космоса и результатов математического моделирования;
2)
сетевые
наземные
станции
информационно-измерительными
мониторинга
средствами
для
комплектуются
современными
одновременного
контроля
климатических и экосистемных процессов, протекающих под воздействием природных и
антропогенных факторов;
3) Сибирская опорная сеть мониторинга рассматривается как необходимое
межведомственное звено для решения проблем устойчивого развития России и с учетом
национальной значимости и капиталоемкости планируется в рамках Федерального
(национального) проекта с привлечением отечественных и зарубежных инвесторов.
Планируемая опорная сеть мониторинга включает 10-12 станций мониторинга,
оснащенных
унифицированными
информационно-измерительными
средствами
для
наземных наблюдений. Станции мониторинга создаются на базе функционирующих
стационаров СО РАН, имеющих основу инженерной инфраструктуры и расположенных в
характерных природно-климатических зонах Сибири. К числу таких относятся
стационары в Томской области (Васюганье), в Бурятии (Истомино), в Красноярском крае
(Зотино), в Забайкальском крае (Арахлей), в Новосибирской области (Чаны), в Горном
Алтае (Актру), в Якутии (Спасская падь), в Ханты-Мансийском автономном округе
(Шапша), в Надыме и другие (см.рис.1).
Опорные
мониторинга
станции
1. Томск (городская)
2. Томск (Васюганье)
3. Улан-Удэ (Истомино)
4. Чита (Арахлей)
5. Красноярск (Зотино)
6. Барнаул (Актру)
7. Новосибирск (Чаны)
8. Кызыл (Долинная)
9. Якутск
(Спасская
падь)
10. Иркутск (Монды)
11.
Ханты-Мансийск
(Шапша)
12. Надым (Полярная)
Рис.1. Схема планируемой сети мониторинга
природно-климатических процессов Сибири
Типовая станция мониторинга показана на рис.2 и включает в свой состав
стандартную
метеорологическую
станцию
(для
привязки
к
мировой
гидрометеорологической сети), 30-метровую мачту с датчиками градиентных измерений
(для контроля вертикальных потоков тепла и влаги), площадку для лидарного
зондирования атмосферы (для контроля трансграничных переносов), площадку для
аэрозольно-радиационных измерений (для контроля радиационного баланса), реперную
площадку для экосистемных наблюдений (для контроля гидрологических и почвенных
процессов).
Рис.2.Схема типовой станции мониторинга
Разработанный в Сибирском отделении РАН проект по созданию Центра опорной
сети мониторинга ориентирован на решение фундаментальной проблемы, связанной с
глобальными и региональными изменениями. Реализация этого проекта необходима для
обоснованных управленческих решений
по стратегии социально-экономического
развития региона с учетом его геополитических перспектив. Вместе с тем, ряд
инновационных разработок в настоящее время являются перспективными для решения
текущих проблем при освоении природных ресурсов Сибири, включая недропользование.
В числе таких разработок, уже тиражируемых в ИМКЭС СО РАН и успешно прошедших
полевые испытания, относятся:
-
автономный
метеорологический
комплекс
на
основе
ультразвукового
термоанемометра с программным приложением (АМК), который по результатам
измерения
осредненных
и
мгновенных
основных
метеорологических
величин
обеспечивает: 1) оперативную оценку направления распространения локальных выбросов
в атмосферу; 2) оперативное предупреждение о присутствии в атмосфере опасных
турбулентных вихрей (порывов ветра); 3) инструментальный прогноз по развитию
метеоусловий на ближайшие 3-6 часов;
- многоканальный геофизический регистратор на основе ОНЧ-радиометра (МГР),
который по результатам сетевых измерений составляющих электромагнитного поля на
частоте 16 килогерц обеспечивает заблаговременный прогноз опасного развития
оползневых явлений и сейсмической активности.
Отмеченные разработки и ряд других, находящихся в стадии разработки, по своим
функциональным и техническим характеристикам превосходят мировые аналоги при
решении конкретных практических задач (для прогноза шквалов, оползневых порывов
нефтегазовых труб и др.). Поэтому наряду с включением их в состав планируемой сети
мониторинга природно-климатических процессов Сибири, не исключается их более
широкое самостоятельное применение.