Базовой проблемой для принятия мер по обеспечению безопасности страны в экологическом и погодно-климатическом аспектах является получение достоверных данных о текущем состоянии климата и окружающей среды, а также сценарных прогнозов их состояния, предусматривающих количественную оценку будущих состояний земной системы (атмосферного воздуха, процессов на суше, Мирового океана, криосферы и биосферы) в периоды от нескольких месяцев до сотен лет. Решение этой проблемы требует разработки и совершенствования технологий мониторинга, призванных обеспечить максимально полную и детальную информацию о состоянии и эволюции земной системы и влияющих на нее факторов, включая эмиссию и поглощение парниковых газов, эволюцию атмосферных аэрозолей, а также технологий физико-математического моделирования и прогнозирования (с применением суперкомпьютеров), основанных на использовании постоянно совершенствующихся моделей земной системы и ее отдельных компонентов.
Фундаментальными задачами прогнозирования климата остаются исследование предсказуемости земной системы и улучшение качества (в том числе повышение пространственного разрешения) климатических прогнозов, а также исследование возможностей снижения неопределенности (разброса) современных оценок чувствительности земной системы к антропогенным воздействиям. Вместе с исследованиями природного углеродного цикла, включающими количественные оценки эмиссии и поглощения парниковых газов в лесных и иных экологических системах и опирающимися на информацию о характеристиках ландшафтов, почв, растительном покрове суши и землепользовании, а также на моделирование биологических и биогеохимических процессов, исследования предсказуемости и чувствительности необходимы для определения экономически оправданных возможностей сокращения антропогенного воздействия на климатическую систему.
К числу критически важных исследований с точки зрения качества жизни населения страны как в экологическом, так и в климатическом аспектах, относятся мониторинг и прогнозирование качества атмосферного воздуха, доступности и качества водных ресурсов, состояния экологических систем, в том числе антропогенно измененных, а также биоразнообразия.
Важными аспектами также являются диагноз и достоверное прогнозирование изменений статистики экстремальных и высокоимпактных погодно-климатических событий.
В рамках направления 1 принципиально важна интеграция мониторинга с физико-математическим моделированием и прогнозированием. Наблюдения необходимы для создания моделей и оценки их качества, а модельные расчеты, в свою очередь, позволяют оптимизировать развитие наблюдательных систем, интерпретировать результаты наблюдений и впоследствии учесть их результаты в планах адаптации к климатическим изменениям.
Целью направления 1 является создание наукоемких технологических решений для получения достоверных данных мониторинга и моделирования окружающей среды и климата, а также прогнозирования их будущих состояний.
Проведение работ по направлению 1 позволит обеспечить:
научно-информационное обеспечение Стратегии социально-экономического развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года, утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 29 октября 2021 г. N 3052-р (далее - Стратегия социально-экономического развития), и утвержденных методических документов по оценке выбросов и поглощения парниковых газов;
научное и информационное обеспечение управления экологическими и климатическими рисками на территории Российской Федерации и прилегающих территориях и акваториях;
выполнение Российской Федерацией международных соглашений;
научное обоснование позиции Российской Федерации в международном переговорном процессе по климатической проблематике, включая обеспечение полного и объективного учета поглощения парниковых газов российскими лесами и иными экологическими системами, а также признания полученных в ходе реализации Программы данных на международном уровне, в том числе в рамках механизмов Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата, принятой в Нью-Йорке 9 мая 1992 г., и Парижского соглашения, принятого 12 декабря 2015 г. 21-й сессией Конференции Сторон Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата;
потребность российского научного сообщества в высокотехнологических инструментах мирового уровня для проведения широкого спектра исследований земной системы, а также сценарного прогнозирования состояния глобальной земной системы в разных временных и пространственных масштабах.
Для этого в рамках направления 1 предусматривается разработать:
систему мониторинга потоков парниковых газов и углеродного цикла на территории Российской Федерации и прилегающих морских акваториях (включая наземный и дистанционный мониторинг), а также систему учета данных о потоках парниковых газов и бюджете углерода в естественных экологических системах;
систему мониторинга "черного углерода" в атмосферном воздухе на территории Российской Федерации;
систему климатического и экологического мониторинга ключевых районов Мирового океана, приморских территорий и прибрежных акваторий Российской Федерации;
системы климатического мониторинга гидросферы суши, ледников, многолетней мерзлоты, наземного покрова и почв;
глобальную модель земной системы мирового уровня для исследовательских целей и сценарного прогнозирования климатических изменений;
многоцелевую систему моделирования и прогнозирования регионального климата с высоким пространственным разрешением для информационно-аналитического обеспечения управления экологическими и климатическими рисками на территории Российской Федерации и прилегающих морских акваториях.