Наука и техника в решении проблем охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности (стр. 4 )

Проведен системный анализ проблемы оценки, предупреждения, минимизации возможных прямых и косвенных потерь при угрозе радиологического терроризма. На основании проведенного анализа разрабатывается программный комплекс научно-технической поддержки и принятия решений в случае реализации актов радиологического терроризма. Основу комплекса составляет распределенная 3D-модель для моделирования атмосферного переноса, рассеивания и выпадения загрязнения с учетом сложного рельефа, включая городскую застройку, позволяющая осуществлять моделирование атмосферной турбулентности, обусловленной геометрическими особенностями, и описывать широкий диапазон метеоусловий разных временных и пространственных масштабов (ИБРАЭ РАН).

В рамках исследований воздействия объектов энергетики на озоновый слой Земли впервые методами статистического анализа временных рядов общего содержания озона установлено, что вклад естественных процессов в разрушение озона в 1979–1990 гг. составлял 13%, вклад антропогенных факторов – 87%. С помощью двумерной фотохимической модели средней атмосферы и сценариев эмиссии антропогенных парниковых газов в XXI в., разработанных Межправительственной группой экспертов по изменению климата, рассчитано изменение общего содержания озона в 2000–2100 гг. на разных широтах и в разные сезоны года. Показано, что наибольший прирост озона в конце XXI в. по сравнению с его началом может иметь место в осенние месяцы в средних широтах Южного полушария и составлять около 14% (ИНЭПХФ РАН).

На основе теории марковских процессов и ускоренного статистического моделирования разработаны методы анализа видов, последствий и критичности отказов. Предложены математические модели развития аварий, методы качественного и количественного анализа техногенной безопасности объектов сложной структуры и оценки оптимальной периодичности замен элементов систем длительной эксплуатации. Разработанные методы использованы в системах уничтожения химического оружия и обеспечения работоспособности трубопроводных систем и энергоблоков (ИПУ РАН).

Создана модульная информационная система решения типовых задач регионального уровня, таких, как прогнозирование объемов паводков на реках России; определение динамики экологического состояния экосистем; оценка экологического состояния водоохранных зон водных объектов. Система апробирована при проведении гидрологического прогнозирования в Московском регионе в 2004 году (НГИЦ РАН).

Математические, физические науки и информационные технологии

Изучены вопросы собственной короткопериодной изменчивости океана и влияния динамики Южного океана на процессы Эль-Ниньо. Обнаружен и исследован волновой механизм быстрого, за несколько недель, отклика тропического океана к процессам, протекающим в высоких широтах Южного океана (ИВМ РАН).

Получены новые расчеты сценариев выполнения Киотского протокола по ограничению выбросов СО2 в атмосферу и показано, что в соответствии с новыми реальностями эффект от выполнения протокола будет не столь большим – от 36 до 70% от ожидавшегося. Исследована экологическая роль субъектов Российской Федерации в ослаблении глобального потепления (ВЦ РАН).

Получены комплексными измерениями с использованием гидроакустической системы и лазерного деформографа новые данные о механизме генерации геоакустической эмиссии, возникающей в результате сдвиговых деформационных процессов, предшествующих землетрясениям (ИКИР ДВО РАН).

Разработана математическая модель сейсмо-гидро-электромагнитного взаимодействия в системе литосфера – океан – атмосфера. Для амплитуд, спектров и скоростей сейсмо-гидро-электромагнитных возмущений показано, что ничтожная сжимаемость воды оказывает заметное влияние на электромагнитную компоненту процесса развития цунами (ИЗМИРАН).

Выдвинута и обоснована гипотеза о синхронизации солнечной и селевой активностей. Разработаны принципиально новые системные модели: формирования склонов, несущих селевые потоки ливневого генезиса; коэффициента водной эрозии и расхода турбулентных селевых потоков. На примере селевого бассейна реки Герхожан-Су на Кавказе показано, что даже дни схода крупных селей совпадают с допустимой точностью с экстремальными временами солнечной активности (НИИ ПМА КБНЦ РАН).

Разработаны основы единой теории перехода к детерминированному хаосу и рождения сингулярных (хаотических) аттракторов в нелинейных автономных диссипативных системах обыкновенных дифференциальных уравнений. Теория может быть использована для: анализа сложных нелинейных физических, биологических, экономических и социальных систем; управления риском при анализе кризисных ситуаций и нахождении путей выхода из них; сжатия, кодирования и защиты звуковой и видеоинформации в информационно-телекоммуникационных системах (ИСА РАН)

Разработаны фундаментальные принципы формирования распределенной информационно-вычислительной среды для научных расчетов (IARnet), использующей разнородные вычислительные, информационные и алгоритмические ресурсы. Подготовлены демонстрационные версии сценариев использования IARnet для решения конкретных прикладных задач: проведения расчетов на макете распределенной эколого-социально-экономической имитационной модели взаимодействия нескольких стран; реализации алгоритма распределенного решения системы обыкновенных дифференциальных уравнений (ИСА РАН).

Общественные науки

Завершен второй этап работы над программой фундаментальных исследований Президиума РАН “Прогноз технологического развития экономики России с учетом новых мировых процессов (содержательные, институциональные и экономические аспекты)”. Проведен сравнительный анализ перспектив развития основных отраслевых экономических комплексов в России и промышленно-развитых странах. Сделаны технологические прогнозы по направлениям “Энергосбережение” и “Экология” (ИНП РАН).

Разработана стратегия долгосрочного развития России с учетом глобальных, социальных, демографических, экологических проблем и др (ИНП РАН).

Для Концепции государственной поддержки экономического и социального развития районов Севера подготовлен аналитический доклад, в котором разработан комплекс мероприятий по рационализации природопользования и стратегии экономического развития северных территорий России, определены основные ориентиры устойчивого развития, освоения и рационального использования природных ресурсов, даны предложения по формам поддержки научно-технической и инновационной деятельности, охраны окружающей среды, совершенствования бюджетного процесса и налогообложения (ИЭП КНЦ РАН).

Разработана Методика конкурсного распределения квот морских биологических объектов между пользователями, позволяющая в определенной мере решить проблему поворота рыбных потоков на российский берег, улучшения обеспечения сырьем береговых рыбоперерабатывающих заводов, повышения эффективности использования морских биологических ресурсов за счет мультипликативного эффекта от захода траулеров с рыбой в российские порты (ИЭП КНЦ РАН).

В рамках исследования проблем комплексного использования природных ресурсов усовершенствована многофакторная классификация ресурсов недр, выявлены основные научные проблемы и характеристики современной парадигмы рационального недропользования. Обоснованы методологические принципы исследования комплексного освоения ресурсов недр и минерального сырья с учетом геологических, горных, обогатительных, химико-металлургических, экологических, экономических и социальных аспектов. По итогам исследования опубликована монография “Научные основы оценки комплексного использования минерального сырья” (ИЭП КНЦ РАН).

Российская академия сельскохозяйственных наук (РАСХН)

Работа научно-исследовательских учреждений системы РАСХН сконцентрирована на поиске путей снижения отрицательных последствий роста техногенной нагрузки на агросферу.

В области земледелия исследования ориентированы на создание и внедрение адаптивно-ландшафтных систем земледелия, способствующих повышению продуктивности агроландшафтов при снижении деградационных процессов.

ВНИИ сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии дана оценка радиационно-экологической обстановки на территории Российской Федерации, загрязненной после аварии на Чернобыльской АЭС. Защитные мероприятия внедрены на площади более 300 тыс. га. Применение феррацидсодержащих препаратов позволило только в Брянской области обеспечить снижение содержание 137Сs до нормативного уровня в более чем 30 тыс. т молока и 5 тыс. т мяса. Снижены негативные последствия аварии для населения (предотвращенная доза превысила 11 тыс. чел.-Зв) и экономики региона. За 2004 г. расчетная экономическая эффективность разработанных ВНИИСХРАЭ агрохимических мероприятий только по Брянской области составила 164, 6 млн. рублей.

Проведено обследование и дана оценка радиологической обстановки в сельском хозяйстве в регионах размещения Балаковской и Волгодонской атомных электростанций. Установлено, что содержание 137Сs и 90Sr в зерне, овощах и молоке не превышает нормативов СанПиН 2.3.2.1078-01.

Комплексные определения уровней загрязнения тяжелыми металлами (почва, корма, молоко, мясо) в районе расположения Новолипецкого металлургического комбината показали превышение нормативов по содержанию Cr, Fe, Ni, Zn в кормах и молоке коров.

ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии получен консорциум микроорганизмов, разлагающий гербициды – производные сим-триазина. Показана принципиальная возможность эффективного его использования для биоремедиации почв, загрязненных гербицидами, и получения на них нормативно чистой продукции. Разработан микробиологический способ утилизации химических средств защиты растений, который апробирован на примере гербицидов прометрина, атразина и монурона.

Изучено влияние микробных препаратов на основе штаммов ассоциативных ризобактерий, устойчивых к тяжелым металлам, на продуктивность растений на фоне повышенных концентраций кадмия, свинца и меди в почве. Выяснено, что биопрепараты мизорин, азорин, мобилин и флавобактерин, приготовленные на этих штаммах, могут существенно снижать негативное влияние тяжелых металлов как на урожай растений, так и на качество сельхозпродукции; при этом наблюдалось значительное повышение продуктивности зерновых и овощных культур в различных агроэкологических условиях.