Стремясь к чистоте рек

Исследователи из Университета Пенсильвании, Техасского университета в Остине и Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) работают над созданием новой компьютерной модели для количественной оценки выбросов углекислого газа (CO₂) реками в атмосферу. Проект возглавляет Сяофэн Лю, эксперт по вычислительному моделированию жидкостей, который разрабатывает алгоритмы, учитывающие двусторонний обмен водой и углеродом между руслом реки и её донными отложениями.

Эта работа крайне важна для уточнения глобального углеродного бюджета и понимания изменения климата. Недавние исследования, опубликованные в журнале Nature, показали, что реки могут выбрасывать в атмосферу до четверти того объема CO₂, что образуется от сжигания ископаемого топлива и изменения землепользования. Точная модель позволит не только оценить эти выбросы, но и в будущем смоделировать распространение различных загрязнителей, например, для очистки участков реки Колумбия, загрязнённых ядерными отходами.

«Большинство моделей имитируют движение веществ из воды в отложения, но не наоборот. На самом деле, это улица с двусторонним движением... Чтобы создать по-настоящему точную модель, необходимо смоделировать это динамическое движение», — поясняет Сяофэн Лю. Модель, требующая огромных вычислительных мощностей, будет проверена на данных физического эксперимента в лабораторном лотке, а затем масштабирована для участка реки Колумбия длиной в два километра.