WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные материалы
 

«Рациональное природопользование Участники проекта Получатель субсидии: ФГБУН Институт оптики атмосферы им. В.Е.Зуева ИОА СО РАН Иностранный партнер: Национальный ...»

Федеральная целевая программа

«Исследования и разработки по приоритетным

направлениям развития научно-технологического

комплекса России на 2014—2020 годы»

Соглашение

14.613.21.0013 от 22.08.2014

на период 2014 - 2016 гг.

Тема: Развитие региональной системы мониторинга

парниковых газов, предназначенной для анализа

распределения и многолетней изменчивости их

концентрации на территории Западной Сибири

Руководитель проекта: д.ф-м.н., проф., зам. директора

ИОА СО РАН Белан Борис Денисович Докладчик: зам. научного руководителя проекта, д.ф-м.н., проф., зав. НОЦ ИОА СО РАН Романовский Олег Анатольевич Рациональное природопользование Участники проекта

Получатель субсидии:

ФГБУН Институт оптики атмосферы им. В.Е.Зуева ИОА СО РАН

Иностранный партнер:

Национальный институт исследования окружающей среды (Япония) Цели и задачи проекта Разработка и исследование комплекса научно-технических решений, направленных на совершенствование региональной системы мониторинга и создание базы данных парниковых газов для повышения точности измерений, расширения набора измеряемых параметров, организации автоматической калибровки приборов и унификации ее компонентов.

Для реализации указанной цели необходимо решение следующих задач.

Задача 1. Разработка типового поста фонового мониторинга парниковых газов, включающего измерительные приборы, средства коммуникации, системы автоматической калибровки, климат-контроля приборного контейнера, бесперебойного питания, метеокомплекс.



Задача 2. Разработка типовой камеры для измерения потоков парниковых газов с поверхности почвы.

Задача 3. Разработка комплекса оборудования для внедрения технологии измерения потоков парниковых газов в приземном слое атмосферы по данным измерений на двух высотах.

Задача 4. Разработка программного обеспечения для проведения мониторинга в автоматическом режиме на каждом посту.

Задача 5. Для приведения измерений на всех постах к единому знаменателю проведение ежегодного облета всех постов на самолете-лаборатории с установленными на борту ФЦП ИР прецизионными газоанализаторами.

Соглашение №номер Задача 6. Заменаот 27.08.2014 газоанализаторов, на более совершенные, на действующих постах 14.613.21.0013 2014-2020 2 мониоринга.

Актуальность:

Одной из главных проблем волнующих человечество в настоящее время, является проблема возможного глобального потепления климата и последующих катастрофических изменений окружающей среды. Значительная часть ученых связывают этот процесс с антропогенным воздействием на окружающую среду, в первую очередь, с возрастающим количеством выбросов в атмосферу парниковых газов. Требуется, с одной стороны, проведение мониторинга состава воздуха с целью определения тенденций его изменения. С другой стороны должны совершенствоваться модели, по которым осуществляется прогноз климата. Следовательно, для более надежного прогнозирования климата необходимы максимально точные данные о распределении концентрации парниковых газов и тенденции их изменения, как в целом по земному шару, так и для отдельных регионов. Территория России в этом плане оказывается «белым пятном» при численном моделировании изменений климата.

Измерения, если и ведутся, то в отдельных местах силами немногочисленных энтузиастов, что явно недостаточно для громадной территории России.





За рубежом созданы сети мониторинга парниковых станций, насчитывающие сотни автоматических постов и несколько десятков комплексных станций. Они дают обширную информацию, позволяющую следить за распределением концентрации парниковых газов и тенденцией их изменения по всему земному шару, исключая Россию. ФЦП ИР 14.613.21.0013 от 27.08.2014 состава воздуха занимаются несколько В России исследованием Соглашение №номер 2014-2020

Новизна:

Для устранения пробела в данных Институт оптики атмосферы СО РАН (ИОА СО РАН), совместно с Национальным институтом исследования окружающей среды (НИИОС, Япония) была создана распределения по территории Западной Сибири сеть автоматических постов мониторинга основных парниковых газов (СН4 и СО2) в приземном слое воздуха.

На момент создания сети, установленные в постах измерители обеспечивали точность измерений, которая соответствовала зарубежным аналогам. В настоящее время указанной точности измерений газов недостаточно. Назрела необходимость замены датчиков и приборов на более совершенные.

При этом, следует подчеркнуть, что, как в мировой практике, так и в российской до сих не имеется разработок по оснащению типовых постов фонового мониторинга парниковых газов. Каждая исследовательская группа создает свои системы мониторинга, оснастки, калибровки, программное обеспечение и т.п. Естественно, что они не унифицированы.

Для сопоставления данных требуется пересчет в одинаковые единицы.

Поэтому весьма целесообразна разработка типового поста фонового мониторинга парниковых газов, с унифицированной оснасткой и единым программным обеспечением.

Кроме потоков внутри приземного слоя, весьма полезную информацию можно получить при измерении поступления газов с поверхности земли.

Для этого целесообразно использовать камеры с накоплением газов в замкнутом объеме, с периодической их продувкой.

Таким образом, развитие сети позволит впервые получить фактические, а не оценочные данные о балансе углерода над обширным регионом, ФЦП ИР который в основном представляет лесные массивы и априори должен Соглашение №номер 14.613.21.0013 от 27.08.2014 2014-2020 4 быть аккумулятором.

Ожидаемые результаты проекта

- Методики по определению потоков парниковых газов;

- Алгоритмы и программное обеспечение для проведения мониторинга в автоматическом режиме на каждом посту.

- Алгоритмы и программное обеспечение для измерения потоков парниковых газов в приземном слое атмосферы по данным на двух высотах.

- Экспериментальный образец (макет) типового поста фонового мониторинга парниковых газов, включающего измерительные приборы, средства коммуникации, системы автоматической калибровки, климат-контроля приборного контейнера, бесперебойного питания, метеокомплекс.

- Экспериментальный образец (макет) типовой камеры для измерения потоков парниковых газов с поверхности почвы.

- Экспериментальный образец (макет) комплекса оборудования для измерения потоков парниковых газов в приземном слое атмосферы по данным измерений на двух высотах.

- База данных результатов многолетнего мониторинга парниковых газов на территории Западной Сибири.

- Проект технического задания на проведение ОКР по теме: «Разработка аппаратно-программного комплекса региональной системы мониторинга парниковых газов».

ФЦП ИР Соглашение №номер 14.613.21.0013 от 27.08.2014 2014-2020 5 Результаты исследовательской работы, полученные в 2015 г.

На втором этапе выполнялись следующие работы:

Разработаны методики по определению потоков парниковых газов, алгоритмы и программное обеспечение для проведения мониторинга в автоматическом режиме на каждом посту, алгоритмы и программное обеспечение для измерения потоков парниковых газов в приземном слое атмосферы по данным измерений на двух высотах, концепция усовершенствования действующей системы мониторинга с целью повышения точности измерений, расширения определяемых параметров и характеристик.

Проведен анализ и выбор оборудования для реализации методики измерения потоков парниковых газов на сети постов, определение оптимальных уровней для реализации методик.

Осуществлены работы по интеркалибровке измерений на постах сети мониторинга с данными авиационного зондирования.

ФЦП ИР Проведены аукционы по приобретению оборудования.

14.613.21.0013 от 27.08.2014 Соглашение №номер 2014-2020 Продолжены работы по мониторингу на действующей 6 Результаты исследовательской работы, полученные в 2015 г.

Проведение работ по мониторингу на действующей системе Считается, что накопление углекислого газа на Земле является результатом антропогенных выбросов, но только половина CO2 остается в атмосфере.

Поглощение CO2 осуществляется океанической и поверхностной биосферой примерно в равных количествах.

Изъятие углерода из атмосферы через экосистемы базируется на небольшом различии между поглощением вызванным фотосинтезом и чуть меньшей по объему эмиссией при гетеротрофном и аутотрофном дыхании. Малейшие биосферные изменения могут значительно влиять на годичный углеродный цикл в континентальном масштабе. Для оценки таких потоков и необходимы измерения CO2 и других углеродосодержащих атмосферных соединений с высокой точностью и долговременной стабильностью.

Сеть мониторинга ИОА СО РАН состоит из 8-ми измерительных постов (рис.

1), оснащенных стандартным набором метеорологических приборов и высокоточным газоаналитическим оборудованием. Каждый пост представляет собой стационарную ретрансляционную мачту с выносными элементами для крепления датчиков и воздухо-отборных устройств на различных высотных уровнях. Поблизости располагается контейнер с оборудованием для сбора и обработки информации.

ФЦП ИР 14.613.

21.0013 от 27.08.2014 Соглашение №номер 2014-2020 7 Результаты исследовательской работы, полученные в 2015 г.

Проведение работ по мониторингу на действующей системе

–  –  –

Рисунок 4 - Блок-схема типового поста фонового мониторинга парниковых газов:

1 – газоанализатор; 2 – датчик температуры и влажности в радиационной защите; 3 – датчик скорости и направления ветра; 4 – датчик атмосферного давления; 5 – автоматический осадкомер на штанге; 6 – пробоотборники воздуха; 7 – распределитель воздушных потоков; 8 – отсечной клапан; 9 – фильтр-регулятор; 10 – контроллер массового расхода воздуха; 11 – водоотделитель; 12 – насос; 13 – компрессор; 14, 15 – баллоны с поверочными газовыми смесями (ПГС);

16 – баллон с опорной газовой смесью (ОГС); 17 – нафионовый осушитель; 18 – химический осушитель; 19 – датчик высокого давления; 20 – 3-позиционный электропневматический распределитель; 21 – блок управления и сопряжения; 22 – компьютер; 23 – мачта метеорологическая. Сплошные линии со стрелками – воздушные ФЦП ИР коммуникации, пунктирные линии – электронные коммуникации.

14.613.21.0013 от 27.08.2014 Соглашение №номер 2014-2020 11 Результаты исследовательской работы, полученные в 2015 г.

Экспериментальные исследования экспериментального образца (макета) типового поста фонового мониторинга парниковых газов Экспериментальные исследования экспериментального образца (макета) типового поста фонового мониторинга парниковых газов проводились на территории радиорелейной станции ООО «Газпром трансгаз Томск», арендуемой ИОА СО РАН в районе д. Березоречка (Томская область). На выделенной для ИОА СО РАН площадке был установлен 20-футовый утепленный контейнер с оборудованием. Экспериментальная площадка размещалась в лесном массиве на значительном удалении от мощных антропогенных источников. Общий вид экспериментальной площадки представлен на рисунке 5.

Рисунок 5 – Общий вид экспериментальной площадки, контейнера и оборудования в нем.

ФЦП ИР 14.613.

21.0013 от 27.08.2014 Соглашение №номер 2014-2020 12 Результаты исследовательской работы, полученные в 2015 г.

Экспериментальные исследования экспериментального образца (макета) типового поста фонового мониторинга парниковых газов Была проведена первичная калибровка газоанализатора Picarro G2301, для чего в ПО поста было введено расписание подачи ОГС и поверочных газовых смесей (ПГС). Для первичной калибровки были использованы три ПГС, изготовленные компанией DEUTSCHE Steininger GmbH (Германия) по стандартам Всемирной метеорологической организации (ВМО). Результаты калибровки также представлены в графическом виде на рисунках 6 и 7. В ходе экспериментальных исследований было установлено, что показания газоанализатора при разных уровнях подаваемых газовых смесей линейны. В связи с этим, для периодического определения концентраций CO2 и CH4 после формирования ОГС, достаточно использовать две ПГС с верхним и нижним уровнями концентрации.

–  –  –

Рисунок 8 – Блок-схема ЭО: 1 – прозрачная камера; 2 – темная камера; 3 – основания камер; 4 – пневматические приводы; 5 – крестовины для сочленения камеры с пневматическими приводами; 6 – электропневматические распределители; 7 – фильтр-регулятор; 8 – воздушный ресивер; 9 – компрессор; 10 – блок контроля и поддержания рабочего давления в ресивере; 11 – компьютер; 12 – блок управления и сопряжения; 13 – трехпозиционные электропневматические распределители; 14 – газоанализатор парниковых газов. Сплошные лини со стрелками – воздушные коммуникации, пунктирные линии – электронные коммуникации

–  –  –

Рисунок 10 – Общий вид измерительной камеры ЭО, установленной для испытаний на территории Базового экспериментального комплекса ИОА СО РАН. Слева – режим измерения (закрытое состояние), справа – режим проветривания ФЦП ИР 14.613.

21.0013 от 27.08.2014 Соглашение №номер 2014-2020 16 Результаты исследовательской работы, полученные в 2015 г.

Экспериментальные исследования экспериментального образца (макета) типовой камеры для измерения потоков парниковых газов с поверхности почвы Одной из целей экспериментального исследования было определение оптимального периода нахождения камеры в закрытом состоянии, во время которого происходит измерение концентрации парниковых газов с целью определения их потоков на границе раздела почваатмосфера. На рисунках 11 и 12 приведены временные диаграммы изменения концентрации парниковых газов в открытой атмосфере и в камере во время проведения экспериментальных исследований.

–  –  –

ФЦП ИР 14.613.

21.0013 от 27.08.2014 Соглашение №номер 2014-2020 17 езультаты исследовательской работы, полученные в 2015 г.

Иностранный партнер:

Аренда измерительных мачт для мониторинга Иностранным партнером Национальным институтом исследования окружающей среды (Япония) в рамках Соглашения по теме «Развитие региональной системы мониторинга парниковых газов, предназначенной для анализа распределения и многолетней изменчивости их концентрации на территории Западной Сибири» была осуществлена оплата аренды измерительных мачт.

Аренда самолета для проведения полетов по интеркалибровке Мониторинг вертикального распределения концентрации основных парниковых газов и некоторых других МГС в тропосфере над югом Западной Сибири был начат в 1997 г. и продолжается по настоящее время. Для этой цели до 2011 г. в качестве исследовательской платформы нами использовался самолет-лаборатория Ан-30 «Оптик-Э». В связи с тем, что у носителя Ан-30 закончился эксплуатационный ресурс, в 2011 г. был осуществлен переход на исследовательский вариант самолета Ту-134.

В 2015 году выполнено 8 полетов самолета-лаборатории Ту-134 Оптик.

Иностранным партнером Национальным институтом исследования окружающей среды (Япония) в рамках Соглашения по теме «Развитие региональной системы мониторинга парниковых газов, предназначенной для анализа распределения и многолетней изменчивости их концентрации на территории Западной Сибири» была осуществлена оплата аренды самолета ФЦП ИР для проведения полетов по интеркалибровке.

14.613.21.0013 от 27.08.2014 Соглашение №номер 2014-2020 18 Перспективы практического использования В ходе реализации проекта будут изготовлены экспериментальные образцы поста и камеры.

Для их тиражирования необходимо выполнить ОКР с разработкой рабочей документации.

Потребителями продукции могут вузы, которые занимаются проблемами окружающей среды и научно-исследовательские организации.

В идеале такими комплексами надо оснастить гидрометеорологические станции Росгидромета.

Это несколько тысяч штук. Поскольку типовых постов в мире сейчас не производится, а каждая группа создает их самостоятельно, то не исключено, что продукция может быть востребована за рубежом. Многое будет зависеть от пробной эксплуатации образцов и выбранных технологических и конструкторских решений.

ФЦП ИР 14.613.

21.0013 от 27.08.2014 Соглашение №номер 2014-2020 19 Состояние выполнения запланированных индикаторов Индикаторы План Факт

1. Число публикаций (WEB of Science) 2 3

2. Число патентных заявок 1 2

3. Доля исследователей в возрасте до 39 35 40

4. Объем привлеченных внебюдж. средств 14 18 Показатели

1. Средний возраст исследователей 45 43

2. Количество мероприятий по демонстрации и популяризации результатов 2 2

3. Число диссертаций 1 1

4. Объем внебюджетных средств, привлеченных Участником конкурса 1.0 1.0

5. Использование при выполнении ПНИ УНУ 1 1

3. Использование при выполнении ПНИ ЦКП 1 1

4. Использование при выполнении ПНИ объектов зарубежной инфраструктуры 1 1 ФЦП ИР 14.613.

21.0013 от 27.08.2014 Соглашение №номер 2014-2020 20 Спасибо за внимание!

Докладчик:



Похожие работы:

«2 I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ VI Международные спортивные игры "Дети Азии" (далее – Игры) проводятся в целях пропаганды идей Олимпийского движения, развития детскоюношеского спорта и укрепления международного спортивного сотрудничества, в соответствии с Конц...»

«Артемова Ева Эдуардовна ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОСОДИКИ У ДОШКОЛЬНИКОВ С РЕЧЕВЫМИ НАРУШЕНИЯМИ Специальность 13.00.03 коррекционная педагогика (логопедия) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Москва 2005.Работа выполнена в Московском государственном открытом педагогическом ун...»

«ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ ЕСТЕСТВЕННО – НАУЧНАЯ ПОДГОТОВКА СПЕЦИАЛИСТОВ Е.Н. Кикоть доктор педагогических наук, доцент заведующая кафедрой информатики и информационных технологий "БГАРФ" ФГБОУ ВПО "КГТУ" it@bg...»

«Наукові записки Бердянського державного педагогічного університету. – 2015. – Випуск VІІІ. УДК 82.091:[821.161.1+821.161.2] Ячник Л. Н., аспирант, Институт литературы имени Т. Г. Шевченка НАН Украины (Киев) ЭПИГРАФ КАК СПОСОБ ВВЕДЕНИЯ ТРАДИЦИИ ИННОКЕНТИЯ АН...»

«УДК 378 Павлушкина Татьяна Викторовна Pavlushkina Tatiana Viktorovna старший преподаватель кафедры гуманитарных Senior Lecturer, Subdepartment и естественно-научных дисциплин for the Humanities and Natural Sciences, Дальневосточного высш...»

«12-11 Муниципальное автономное дошкольное образовательное учреждение г. Нижневартовска детский сад №90 "Айболит" ПАСПОРТ ГРУППЫ группа компенсирующей направленности для детей 5-6 лет старшая группа воспитатели: Бойко Наталья...»

«Департамент образования администрации города Кирова Муниципальное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования "Детско-юношеский центр гражданского, патриотического и духовно-нравстве...»

«Открытый урок русского языка в 6 классе на тему " Три наклонения глагола. Изъявительное наклонение". Дата проведения: 22 марта 2012 года Учитель: Калашникова О.В. Цели урока: повторить знания о глаголе как о части речи;дать понятие катег...»








 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.