Цифровой пульс Байкала: как искусственный интеллект поможет спасти главный приток озера

Ученые из России и Монголии объединили усилия, чтобы создать виртуальную копию Селенги. Масштабный проект с использованием спутников и нейросетей позволит просчитать все риски для экосистемы — от климатических аномалий до спорных гидротехнических проектов, рассказывает SteppeNews.kz.

Река под прицелом науки: зачем Селенге виртуальный двойник

Селенга — водная артерия колоссального масштаба. Протягиваясь через территории двух государств на 450 тысяч квадратных километров, она обеспечивает почти половину всего водного притока в озеро Байкал. От ее состояния напрямую зависит экосистема объекта всемирного наследия ЮНЕСКО.

Однако бассейн реки испытывает колоссальную нагрузку: на монгольской территории здесь сосредоточены крупные города, сельскохозяйственные зоны и территории интенсивной добычи полезных ископаемых. Любые изменения водного режима или экологического баланса на одном конце системы неминуемо отзываются на другом. Чтобы научиться прогнозировать эти процессы, ученые из Иркутска и Улан-Батора запустили амбициозный проект по созданию полноценного цифрового двойника трансграничного бассейна Селенги, рассчитанный до конца 2028 года.

Игра в «что, если?»: как работает модель

Цифровая копия реки представляет собой сложнейшую многоуровневую систему. В единую базу данных сводятся спутниковые снимки, наземные наблюдения, климатические показатели, подробные модели рельефа и гидравлические расчеты.

Главная задача модели — моделировать сценарии будущего с горизонтом прогнозирования до 2040 года. Система способна отвечать на ключевые вопросы:

• Как изменятся сток и уровень воды при температурных аномалиях или засухе?

• Каковы будут последствия для нижележащих регионов в случае изменения режима пропуска воды на гидротехнических сооружениях?

• Как антропогенная нагрузка влияет на химический состав и чистоту воды?

Для создания российской и монгольской частей гидрологических моделей исследователи задействуют массивы данных международного климатического проекта CMIP, а также результаты полевых экспедиций, в ходе которых специалисты уже обследовали ключевые участки русла по обе стороны границы.

Роль искусственного интеллекта: между точностью и неизведанным

Поскольку наблюдательная сеть в обширных азиатских регионах исторически развита неравномерно, огромные массивы данных о реке имеют серьезные пробелы. На помощь исследователям приходят технологии искусственного интеллекта.

Нейросети задействуются для верификации информации, анализа скрытых трендов и восстановления недостающих параметров на тех участках, где десятилетиями не велся регулярный мониторинг. Однако ученые признают и обратную сторону метода: «восстановленное» алгоритмом значение не заменяет реальное физическое измерение. Тем не менее, ИИ позволяет связать воедино объемы информации, которые человек физически не способен обработать в ручном режиме.

Большая политика и экология: от плотин до «золотой лихорадки»

Появление единой цифровой модели может кардинально изменить характер многолетних дискуссий вокруг экологического будущего региона.

Одной из самых острых тем остаются давние планы по строительству гидроэнергетических объектов (в частности, проекта ГЭС «Эгийн-Гол» в верховьях Селенги). Экологи и эксперты годами спорят о том, как плотины скажутся на водном балансе Байкала, причем каждая сторона оперирует собственными расчетами. Цифровой двойник способен стать объективным инструментом, предоставляющим общую и прозрачную базу для оценки рисков.

Кроме того, система открывает новые возможности для контроля за промышленным воздействием. Ранее исследования уже фиксировали локальное ухудшение качества воды в районах интенсивной горнодобывающей деятельности и разработок. Интеграция спутникового радиолокационного мониторинга и гидрологических данных позволит оперативнее отслеживать экологические изменения и оценивать реальное влияние хозяйственной активности на главную реку Байкала.