К 2050 году, по прогнозу ученых, мировой спрос на продукты питания увеличится на 110%. При этом уже сегодня около 40% угодий и пастбищ находится под угрозой из-за увеличения средней температуры на планете, высокой концентрации парниковых газов в атмосфере и многих других факторов. Команда исследователей с помощью большого количества открытых данных и искусственного интеллекта проанализировала, как может измениться плодородие почв через 25 лет. Ученые пришли к выводу, что количество участков, пригодных для выращивания урожая, увеличится на северных территориях. Работа опубликована в журнале IEEE Access, сообщает пресс-служба Сколтеха.
Методология исследования включала в себя три этапа: сбор и предварительная обработка данных, обучение моделей машинного обучения и оценка результатов посредством прогнозирования распределения пахотных земель на основе различных климатических моделей и сценариев изменения климата. Исследование было сосредоточено на регионах Восточной Европы и Северной Азии.
«Данные, которые мы используем в работе, открытые, их может использовать каждый: ERA5 — данные климатического анализа Европейского центра прогнозирования погоды, микс настоящих измерений с метеостанций и моделей, которые помогают получить общую сетку 30 х 30 квадратных километров во всем мире. Их можно получить с 1950 года по сегодняшний день. Другие данные — модели CMIP — нацелены на предсказание изменений климата до 2100 года. Это климатические модели, которые делают в разных институтах мира, в том числе в России», — рассказал первый автор работы, инженер-исследователь Центра прикладного искусственного интеллекта в Сколтехе Валерий Шевченко.
Так как модели CMIP имеют разную точность по разным климатическим параметрам (температура воздуха, скорость ветра и другие), исследователи получили три набора данных и проанализировали их по трем различным сценариям изменения климата: устойчивое будущее зеленой энергетики с низким уровнем выбросов, умеренный сценарий со средним количеством выбросов и высокая зависимость от ископаемого топлива со значительным увеличением выбросов парниковых газов. Для тщательного изучения условий орошения пахотных земель команда ученых интегрировала данные анализа глобальной поддержки продовольственной безопасности с разрешением 1 х 1 км.
«Мы получили модель, которая с хорошей точностью предсказывает, что есть сейчас, и использовали эту модель для предсказания того, что будет в 2050 году, с помощью собранных данных из моделей CMIP. Мы не можем сказать, что это будет именно так, потому что здесь важно учитывать много параметров, например тип земли, эрозию почв. Мы лишь можем предсказать тренды в зависимости от разных сценариев развития климата и привлечь внимание людей к выработке стратегий на будущее уже сегодня», — продолжил Валерий Шевченко.
Ученые пришли к выводу, что через 25 лет количество пахотных земель увеличится, однако сместится на север, а на участках, которые активно используются для выращивания урожая сегодня, может потребоваться значительно более активная ирригация. Авторы подчеркивают, что их выводы совпадают с рекомендациями Межправительственной группы экспертов по изменению климата, в которых делается акцент на важности подробных региональных оценок для адаптации к изменчивости климата и обеспечения поставок продовольствия.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
