CC BY
4
Международная исследовательская школа
Проекты 14-й Международной исследовательской школы в Якутии и их результаты
Нарижная
Александра Игоревна,
выпускница географического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова, научный сотрудник и аспирант Лаборатории теории климата Института физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН; специализируется на облачно-радиационных характеристиках атмосферы и изменении климата в Арктике, г. Москва (Россия) e-mail: [email protected]
Alexandra
Narizhnaya,
Graduate of the Moscow State University Faculty of Geography, Research Associate and Postgraduate of Climate Theory Laboratories of the A. M. Obukhov Institute of Atmospheric Physics of the Russian Academy of Sciences; specializes in cloud-radiation characteristics of the atmosphere and climate change in the Arctic, Moscow (Russia)
Глобальное изменение климата, дроны и климатический комфорт: прогноз экологической обстановки в городах (Проект МИШ 2022)
Global Climate Change, Drones and Climatic Comfort: Forecast of the Environmental Situation in the Cities (IRS Project 2022)
Аннотация. Представлен краткий отчет по проекту, реализованному в гибридном формате в рамках 14-й Международной исследовательской школы (МИШ), прошедшей в Республике Саха (Якутия) на базе Малой академии наук в рамках II Международных исследовательских игр (МИИ). Данный проект был ориентирован на ребят, увлеченных метеорологией, климатологией, физикой атмосферы, экологией.
Ключевые слова: экспресс-проекты, Международная исследовательская школа, Якутия, климатические изменения, экологическая обстановка
Abstract. A brief report on the project, released in the mixed format within the framework of the 14th International Research School (IRS), held in the Sakha Republic (Yakutia) on the basis of the Minor Academy of Sciences within the framework of the 2nd International Research Games (IRG), is given. The following project was aimed at the young people engrossed in meteorology, climatology, atmospheric physics, ecology.
Keywords: express-projects, International Research School, Yakutia, climate change, environmental situation
Участники: Сара Каролина Контрерас Балам (Юкатан, Мексика), Сепанд Хашемиан (г. Тегеран, Иран), Арад Байани (г. Тегеран, Иран), Михаил Теплое (г. Москва, Россия), Амир Гиздатов (г. Москва, Россия), Полина Панферова (г. Москва, Россия),
Глобальное изменение климата, дроны и климатический комфорт: прогноз экологической обстановки в городах
Нарижная Александра Игоревна
Рада Гоголева (Якутия, Россия), Анжелика Пейкова (Якутия, Россия), Екатерина Кириллова (г. Москва, Россия), Дарья Шарыкина (г. Москва, Россия), Александра Струкова (г. Москва, Россия).
О проекте
Целью проекта была оценка потенциала городского/пригородного ландшафта для поиска возможных путей повышения биоклиматического комфорта жителей в условиях глобального изменения климата. В частности, цель состояла в том, чтобы определить, какие части ландшафта все еще могут обеспечивать низкие значения теплового стресса даже к концу XXI века. Результаты проекта могут быть использованы при разработке стратегий городской адаптации и, в частности, лежать в основе следующих рекомендаций:
1) обеспечить лучший доступ к определенным зонам комфорта или организовать их искусственно;
2) включить их в повседневные маршруты граждан.
Основное внимание в проекте было сосредоточено на
городских и пригородных ландшафтах Якутска — города с населением порядка 340 000 человек, расположенного в резко континентальном климате, характеризующемся в летнее время высокой повторяемостью волн жары.
Еще одной специфической чертой проекта было использование недорогих портативных, собранных вручную метеорологических измерительных комплексов с целью их размещения в разных по микроклиматическим условиям ландшафтах. Эта идея основана на концепции «умного города», где множество недорогих датчиков формируют сеть с использованием технологии Интернета вещей (IoT). Более того, такие датчики можно устанавливать не только на стационарных объектах, но и на транспортных средствах, в том числе на беспилотных летательных аппаратах.
Исследование включало в себя решение нескольких задач. Первая задача заключалась в оценке наблюдаемого потепления и связанного с ним увеличения теплового стресса в Якутске, а также в нескольких городах, расположенных в различных климатических зонах. В качестве меры теплового стресса использовался индекс физиологически эквивалентной температуры (ФЭТ). В ходе своей работы школьники освоили анализ и визуализацию данных с помощью Excel. Онлайн-участники проекта из Ирана и Мексики принимали активное участие в этом этапе работы. Помимо анализа тенденций потепления в отдельных городах, они составили карту современного изменения температуры по всему земному шару.
Вторая задача заключалась в сборке портативных легких и недорогих метеорологических измерительных комплексов. Каждое устройство состояло из датчика температуры,
Чечин
Дмитрий Геннадьевич,
кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН,специализируется на турбулентности в арктической атмосфере, а также на разработке беспилотных летательных аппаратов и бортовых измерительных комплексов для атмосферных исследований, г. Москва (Россия)
e-mail: [email protected]
Dmitry
Chechin,
Ph. D. in Physics and Mathematics, Senior Researcher of the A. M. Obukhov Institute of Atmospheric Physics of the Russian Academy of Sciences, specializes in turbulence in the Arctic atmosphere, as well as in the development of unmanned aerial vehicles and on-board measuring systems for atmospheric research, Moscow (Russia)
Международная исследовательская школа
Проекты 14-й Международной исследовательской школы в Якутии и их результаты
влажности и давления BME280 (Bosch), модуля часов реального времени, модуля SD-карты и микроконтроллера Arduino Nano. Устройство питалось от батарейки «Крона» с напряжением 9V. Студенты собрали три измерительных прибора, практикуясь при этом в пайке и программировании.
Третья задача состояла в том, чтобы совершить метеорологические наблюдения и рассчитать значения индекса ФЭТ в контрастных ландшафтах с использованием собранных датчиков. Наблюдения проводились во время трех полевых выездов в следующих ландшафтах: 1) наледь Булуус; 2) река Лена; 3) берег реки Лены; 4) сосновый и смешанный лес; 5) городской парк; 6) центр города. В дополнение к измерениям самодельных датчиков использовались данные с двух метеостанций: в центре города Якутска и в городе Покровск на берегу реки Лены, примерно в 60 км от г. Якутска. Более того, один из собранных датчиков был прикреплен к дрону, и был выполнен тестовый полет. Планировалось провести больше полетов беспилотников над контрастными ландшафтами, но из-за сложных погодных условий эта часть проекта не была выполнена. На этой стадии проекта школьники узнали, как проводить метеорологические наблюдения и как защитить датчики от воздействия окружающей среды.
Конечная цель проекта состояла в том, чтобы проанализировать полученные данные, рассчитать индекс ФЭТ, сделать выводы и подготовить окончательную презентацию проекта. Анализ данных показал наличие температурных контрастов вплоть до 5-7 градусов между различными ландшафтами — значения, сравнимые по порядку величины с оценками потепления к концу XXI века. Сделан вывод, что в жаркий летний день высокие значения теплового стресса характерны для таких элементов ландшафта как центр города, городской парк и даже лес. Температура воздуха над рекой Леной, а также над ледником Булуус была значительно ниже, чем над окружающей местностью, что обеспечивало меньшую тепловую нагрузку.
Помимо очевидного вывода о том, что крупные водоемы снижают индекс теплового стресса, исследовательская группа выдвинула идею о том, что климат Якутии, а именно наличие вечной мерзлоты, создает естественные условия для организации уникального городского рекреационного объекта — городского ледника. Возможность того, что такой ледник может пережить летнюю жару, доказана его естественным аналогом — ледником Булуусом. Последний, вместе с широкой рекой Леной, составляет большой потенциал для адаптации городского ландшафта г. Якутска к наблюдаемому и прогнозируемому повышению температуры. oír
Международная исследовательская школа онлайн и в гибридном форматах: меняется мир, меняется МИШ_
Обухов Алексей Сергеевич,Сальникова Ксения Сергеевна, Фишер Яна Игоревна
Личные впечатления
Дмитрий Чечин, тьютор: «Мне очень понравился этот опыт и особенно практический подход к исследованиям, а также атмосфера в нашей команде и дух МИШ. Я полагаю, что последнее связано с продуманным выбором социальных мероприятий во время МИШ. Я хотел бы поблагодарить организаторов, участников и наших хозяев в Малой академии наук Республики Саха (Якутия) за создание комфортных, современных условий для нашей работы! Я был бы рад еще раз поучаствовать в МИШ».
Александра Нарижная, тьютор: «Работа тьютором на проекте МИШ 2022 дала мне бесценный опыт. Я впервые была преподавателем и открыла для себя множество способов, которыми можно увлекательно представить науку школьникам. Смешивая теорию климатологии с практикой измерений, чтобы это вдохновляло и мотивировало школьников, мы помогали им найти себя в роли исследователей. Особенно ценно было чувствовать обратную связь, которая возникала во время работы над проектом и видеть, как школьники выстраивают командную работу, опираясь на лучшие качества друг друга. Благодаря этому даже за эти несколько дней, проведенных на проекте, сформировалось чувство уюта от нашего небольшого коллектива, и я более чем довольна тем, как все получилось. Наша проектная группа была замечательной! Перед началом проекта я очень переживала, будут ли учащиеся заинтересованы задачами проекта, сможем ли мы сформировать полноценную команду. В итоге, я считаю, мы смогли показать, что проведение измерений и анализ научных данных — довольно увлекательный процесс.
Помимо рабочего расписания, было много интересного — мероприятия, которые были организованы каждый день во время МИШ, были яркими и запоминающимися. Мы познакомились с различными культурными традициями: танцами, песнями и даже блюдами национальной кухни.
В общем, теперь я могу сказать, что участие в МИШ и МИИ действительно означает «Заниматься наукой и находить друзей», поскольку вас постоянно окружают открытые, дружелюбные люди. Очарование якутских пейзажей в сочетании с невероятной атмосферой превратили все мероприятие в волшебный опыт! Я с нетерпением жду возможности снова принять участие в МИШ».
