22 августа 2019, четверг, 01:45
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Ученый создал точную компьютерную модель леса

Каждое цветное пятно - виртуальное дерево
Каждое цветное пятно - виртуальное дерево
Washington State University

Для того чтобы создать такую сложную экологическую систему как лес, особенно, если он густой и темный, природе понадобится как минимум тысяча лет. А у доцента кафедры математической статистики филиала Вашингтонского университета (University of Washington) в Канаде это не заняло и года. Теперь же, благодаря его разработкам, настоящий лес может вырасти на компьютере всего за три недели. Компьютерная модель также способна ответить на вопрос, как изменится уже существующий лес за следующие тысячелетия.

Бывший гражданин России Николай Стригуль (Nikolay Strigul) и его коллега из Ванкувера, докторант, математик Жан Линьяр (Jean Liénard), создали компьютерную модель настоящего леса, абсолютно копирующую оригинал, где каждое дерево и каждый куст снабжен всеми его элементами: корнями, ветвями и листьями. Цель получившего название «LES» проекта - моделирование климатических изменений. Авторы намерены использовать компьютерную модель леса для расчета последствий различных стихийных бедствий, таких как, засуха или лесные пожары, а также обеднение структуры почвы. Ученые, благодаря своей модели киберлеса, уже смогли выяснить, как действуют рост уровня СО2 и повышение температуры воздуха на лиственные леса в провинции Квебек.

«LES» использует передовые достижения вычислительной мощности для того, чтобы вырастить 100×100-метровые участки леса, и после определить степень будущей засухи и теневыносливость деревьев, которые затем можно масштабировать до фактического размера любой огромной экосистемы.

В дальнейшем созданную технологию смогут использовать сотрудники различных ведомств, связанных с мониторингом экосистем. От обычного компьютерного симулятора леса, разработка ученых Вашингтонского университета отличается особенной «многозадачностью». У виртуальных деревьев одновременно могут расти и корни, и ветки, в то время как в симуляторах было возможность роста только для чего-то одного. «Под землей корни различных деревьев конкурируют за водные ресурсы в каждом пикселе модели. Над землей, листья на ветке каждого дерева борются за солнечный свет аналогичным образом», - описывают ученые свою модель.

Исследователи используют технические данные из Министерства торговли США по инвентаризации лесов сельского хозяйства и программы анализа и других баз данных лесного хозяйства, а также данные воздушной разведки с беспилотных летательных аппаратов. «В сотрудничестве с Лесной службой США, мы собираем фотографии и любую другую информацию о настоящих лесах. Мы используем эти данные для разработки 3D-модели, которые имеют реальные распределения пространства и экологических особенностей, это помогает делать киберлес еще более совершенным. Этот метод может быть адаптирован для практически любого леса», - уточняют исследователи.

Для большей части Северной Америки, изменение климата ведет к более частой засухи, жаркой погоде и других изменениям природных условиях. Какое влияние это окажет на леса и их способность к восстановлению после таких динамических возмущений, таких как лесные пожары или вырубка, трудно установить. Ученым известно относительно мало о естественных процессах восстановления лесов. Этот процесс может занять несколько десятилетий, и включает в себя изучения деревьев с разнообразными физиологическими характеристиками, конкурирующих за ресурсы более крупных деревьев в экологически различных областях.

Лиенар и Стругаль планируют использовать «LES», чтобы помочь определить, какие виды деревьев и других экологических факторов, которые необходимы для леса, нужны для восстановления себя самих. «Наша модель может помочь предсказать, находятся ли лес под угрозой опустынивания или иных процессов, связанных с изменением климата, и определить, что можно сделать, чтобы сохранить эти ценнейшие для нашей планеты системы», - уточняет Стригуль.

Статья тандема Линьяра-Стригуль под названием «An individual-based forest model links canopy dynamics and shade tolerances along a soil moisture gradient» доступна в полном объеме на сайте научного журнала Королевского общества «Royal Society Open Science».

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Металлургия Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты климатология комета кометы компаративистика космос культура лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство школа экология эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса глобальное потепление грипп информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2019.