Главная
   История
 
   Руководство и структура
 
   Научная деятельность
 
   Текущая информация
 
   Центр Мониторинга Засухи
 
   Лаборатория физико-математического моделирования продуктивности агроэкосистем и агроклиматического мониторинга
 
   Лаборатория методов агрометеорологического прогнозирования
 
   Лаборатория нормативно-методического обеспечения сети агрометеорологических исследований
 
   Лаборатория дистанционных методов агрометеорологического мониторинга
 
   Лаборатория технического и информационно-технологического обеспечения
 
   Документы
 

Лаборатория физико-математического моделирования продуктивности агроэкосистем и агроклиматического мониторинга

Заведующая лабораторией - кандидат технических наук Павлова Вера Николаевна,  e-mail : vnp2003@bk.ru

     Отдел математического моделирования продуктивности агроэкосистем  является научным подразделением института, в котором на протяжении последних трех десятилетий проводились исследования в области теории продукционного процесса агроценозов, физико-математического моделирования процессов энергомассообмена в системе почва-растение-атмосфера под руководством О.Д. Сиротенко.
     Важнейшим результатом этой деятельности отдела явилась разработка математической модели энергомассообмена,позволяющей рассчитывать водный, тепловой и радиационный режимы посевов, а также модели продуктивности агроэкосистем,  описывающей процессы фотосинтеза, дыхания,  испарения, транспирации и корневого поглощения воды, минерального питания, роста и развития растений.
     Полученные теоретические результаты послужили основой для разработки прикладных динамических моделей продуктивности важнейших сельскохозяйственных культур и позволили объединить их в имитационную систему КЛИМАТ-ПОЧВА-УРОЖАЙ.  
     Система КЛИМАТ-ПОЧВА-УРОЖАЙ дополнена метеорологической и агрометеорологической  информацией с суточным, декадным и среднемесячным разрешением для всей земледельческой зоны России.
     В настоящее время важнейшей задачей является оценка влияния изменений климата на сельское хозяйство с помощью имитационной системы КЛИМАТ-ПОЧВА-УРОЖАЙ.
 

               Назначение системы   КЛИМАТ-ПОЧВА-УРОЖАЙ:

·                     Расчет элементов водного, теплового и радиационного балансов посевов сельскохозяйственных культур, запасов влаги в почве и значительного числа показателей тепло - и влагообеспеченности в динамике для любого пункта/года по материалам стандартных метеорологических наблюдений с различным масштабом осреднения (сутки, декада, месяц).

·                     Оценка в ретроспективном режиме динамики продуктивности основных сельскохозяйственных культур на протяжении XX-го столетия на федеральном и региональном уровнях (федеральный округ, край, республика, область, административный район, хозяйство).

·                     Оценка агроклиматических ресурсов и биоклиматического потенциала регионов России при реализации заданных сценариев изменения глобального климата в динамике до конца 2100 года.

·                     Оценка возможной рисков производства зерна в России и странах СНГ для обеспечения продовольственной безопасности при изменении климата.

·                     Оценка стратегии устойчивого регионального развития сельского хозяйства в условиях изменяющегося климат.

                        Основными научными задачами отдела являются:

               ·                Исследование с помощью методов математического моделирования процессов влияния гидрометео­рологических условий на рост, развитие и продуктивность сельско­хозяйственных культур.

               ·                Оценка агроклиматических ресурсов и биоклиматического потенциала территории РФ и обеспечение агроклиматической информацией потребителей различного уровня.

               ·                Ежедекадный региональный мониторинг агроклиматических ресурсов для оперативного агрометеорологического обеспечения сельскохозяйственного производства.

               ·                Проведение ежегодного регионального мониторинга агроклиматических ресурсов и  продуктивности сельскохозяйственных культур.

               ·                Подготовка  ежегодного раздела  «Агроклиматические условия» для доклада Росгидромета об особенностях климата Российской Федерации.

               ·                     Участие в программах международного сотрудничества, направленных на исследование влияния изменений климата на сельское хозяйство и обеспечение адаптации сельского хозяйства к текущему и ожидаемому состоянию климатической системы.

 

 В отделе разработана  «Методика оценки агроклиматических условий для мониторинга  изменений  современного  климата  на  территории Российской  Федерации»,   которая утверждена  решением ЦМКП 24.04.2013 для регулярного использования в ФГБУ «ВНИИСХМ» и ФГБУ «ИГКЭ Росгидромета и РАН».
          
Методика позволяет проводить  в рамках системы «КЛИМАТ-ПОЧВА-УРОЖАЙ»:

- регулярное слежение за состоянием агроклиматической системы, включающее оценку степени аномальности текущего состояния и выявление экстремальных агроклиматических условий;

 - оценку влияния наблюдаемых тенденций изменения климата на агроклиматические условия формирования урожайности сельскохозяйственных культур  (климатические тренды агрометеорологических показателей);

- статистический анализ текущих значений выбранных параметров на фоне их многолетних временных рядов для оценки аномальности текущего состояния агроклиматической системы.

 

При поддержке регионального отделения Российского Фонда Фундаментальных исследований по Калужской области  в отделе выполнены работы:

- расчет оценок возможного повышения урожайности основных сельскохозяйственных культур за счет изменений климата, как при современной агротехнике, так и при условии адаптивной интенсификации сельскохозяйственного производства для Калужского региона;

- моделирование динамики составляющих углеродного баланса агросферы как метод обоснования стратегии устойчивого развития сельского хозяйства в Нечерноземной зоне России;

В настоящее время выполняется работа по получению оценок рисков потерь урожая и эффективности управления в современных региональных системах земледелия при наблюдаемых и ожидаемых изменениях климата на примере Калужского региона.

 

В 2007 году за исследования изменений климата и их последствий присуждена Нобелевская премия мира Межправительственной группе экспертов по изменению климата (МГЭИК).  В состав МГЭИК от Росгидромета был включен профессор О.Д. Сиротенко.

 

                                     Система Климат-Почва-Урожай

Оценки изменений биоклиматического потенциала в XXIвеке

(ансамблевый сценарий,  антропогенное воздействие RCP 8.5)

 

 

                                   Региональный агроклиматический мониторинг

Биоклиматический потенциал  (ц/га) в  2013 г. и 2012 г.,  его средние значения

за 2008–2012 гг. и соответствующие отклонения (%)

 

 

 

 

Рассчитанные запасы продуктивной влаги  в пахотном (0–20 см) и метровом  (0–100 см)

слоях почвы в течение вегетационного периода 2013 г. на территории земледельческой зоны РФ

 

 

 

Основные публикации:

 

Сиротенко О.Д. Математическое моделирование водно-теплового режима и продуктивности агроэкосистем  Л.: Гидрометеоиздат. 1981, 167 с.

 Биоклиматический потенциал России:

       - теория и практика, 2006 г.;

       - методы мониторинга в условиях изменяющегося климата, 2007 г.;

       - меры адаптации в условиях изменяющегося климата, 2008 г.;
 - продуктивность и рациональное размещение сельскохозяйственных культур в
   условиях изменения климата, 2012 г.  
   М.: под редакцией А.В. Гордеева,  авторы А.Д. Клещенко, Б.А. Черняков, О.Д. Сиротенко и др.

Сиротенко О.Д. Основы сельскохозяйственной метеорологии. Том II. Методы расчетов и прогнозов в агрометеорологии. Книга 1. Математические модели в агрометеорологии. Обнинск, 2012, 135 с.

Грингоф И.Г., Павлова В.Н.  Основы сельскохозяйственной метеорологии. Том III. Часть 1. Основы агроклиматологии. Часть 2. Влияние изменений климата на экосистемы, агросферу и сельскохозяйственное производство.   Обнинск, 2013, 383 с.

 

 

Контактная информация:

vnp2003@bk.ru  – Павлова Вера Николаевна, зав. отделом

mat.mod.cxm@mail.ru – Полетахина Татьяна Ильинична, зам. зав. отделом,

s.varcheva@mail.ru  – Варчева Светлана Евгеньевна, ст. научный сотрудник

 

© 2004 ВНИИСХМ Россия, 249030, Калужская обл., г. Обнинск, пр. Ленина, 82.
Телефон: (08439) 4-45-99. Факс: (08439) 4-43-88.
E-mail: cxm@meteo.ru