Самый точный прогноз - из космоса

Система дистанционного зондирования Земли позволяет следить за продовольственной безопасностью страны: прогнозировать урожай, сроки посева и болезни растений с точностью до 80 процентов. Это стало возможным благодаря ученым Национального центра космических исследований и технологий, которые разрабатывают модели прогнозов урожайности для нашей страны на основе самых современных научных решений.

В Казахстане на полях V международной выставки вооружений KADEX-2018 проходит международный форум “Дни космоса в Казахстане”, где представлены последние достижения и перспективные научные разработки предприятий оборонно-промышленного комплекса и космической сферы. В них участвует и АО “Национальный центр космических исследований и технологий” (НЦКИТ). Одно из направлений работы центра - космический мониторинг.
Как рассказал нам его руководитель Чингис ОМАРОВ, исследованиями и практическими работами в области дистанционного зондирования Земли наши ученые занимаются с 1991 года, когда по предложению академика Умирзака СУЛТАНГАЗИНА и при личной поддержке президента страны Нурсултана НАЗАРБАЕВА в Казахстане впервые был создан Институт космических исследований, который сейчас и является частью центра.
Космический мониторинг позволяет отслеживать весь процесс выращивания зерновых в северных и центральных областях республики на площади более чем 14 миллионов гектаров.
Нурлан БЕКМУХАМЕДОВ, заведующий лабораторией космического мониторинга сельскохозяйственного производства, рассказал нам о том, как можно предвидеть риски и предупреждать о природных опасностях, которые угрожают фермерским хозяйствам и в целом экономике страны.
- В мире существует много разных моделей прогноза урожая. Мы пытались адаптировать и американские, и европейские, но они совсем не подходят к нашим условиям. Почему? Основные зарубежные модели основаны на влиянии мирового океана, а Казахстан от него отдален, находится в центре континента, - пояснил нам Нурлан Эркенович. - Поэтому наши ученые разработали свои модели прогноза урожая, болезней, вспышек появления саранчовых с точностью до 80 процентов.
Как работают казахстанские модели прогноза? Это не просто сбор данных со спутников разного пространственного разрешения (в том числе и с двух отечественных космических аппаратов, запущенных в 2014 году), но и их обработка, алгоритм вычислений и сложных расчетов, которые успешно решают казахстанские ученые, хорошо знающие особенности природных условий страны. Залог успеха - опыт, накопленный почти за 30 лет научной деятельности, и то, что здесь собраны лучшие казахстанские специалисты в области дистанционного зондирования Земли.
- Мы закладываем определенный алгоритм и на основании наших расчетов получаем результаты для конкретных территорий. Непосредственно работаем с фермерами и решаем их задачи, - продолжил эксперт. - Одна из них - определение глубины промачивания почвы в метровом слое земли. Раньше фермеры обходились тем, что сами бурили землю и так определяли глубину промачивания. Но вручную проверить всю почву невозможно, ведь общая площадь зерновых по Казахстану составляет порядка 14 миллионов гектаров! Тогда мы разработали модель вычислений глубины промачивания почвы. Это необходимо в первую очередь сельхозпроизводителям для определения оптимальных сроков посева, для того чтобы фермеры не терпели убытки.
В целях прямого доступа к этим данным был разработан геопортал для субъектов сельскохозяйственного производства. Его назначение - мониторинг и анализ засушливых процессов с использованием данных спутникового и наземного мониторинга, дистанционного зондирования Земли и геоинформационных систем.
Но решение одних проблем не исключает возникновения других, например болезней зерновых культур. Септориоз и бурая ржавчина могут уничтожить весь урожай. Как вовремя распознать опасность? И снова на помощь приходит еще одна модель космического мониторинга - прогноз болезней яровых. Получается, этот вопрос не только из области разработок науки и техники, это еще и вопрос обеспечения населения продуктами первой необходимости - мукой и хлебом. Ведь в 2014 году вспышка септориоза уничтожила 40 процентов урожая: фермеры рассчитывали собрать по 14-15 центнеров пшеницы с гектара, а фактически собрали только 8-9. Вот уже три года ученые работают с моделью прогноза болезней яровых посевов. И если карантинные службы на местах проверяют уже возникновение болезней, то сотрудники лаборатории могут прогнозировать болезни еще до их появления.
- В эту модель входят не только текущие условия, которые необходимы для возникновения болезней, но и большой объем метеорологических данных, - поясняет заведующий лабораторией. - Мы отмечаем на карте Казахстана участки, на которых возможны вспышки этих болезней. А если болезнь все-таки пошла, то мы прогнозируем, какой урожай ждать фермерам в таких условиях.
Прогнозируют ученые и возможные появления вспышки саранчовых. В Казахстане сегодня обитают три вида этих насекомых: азиатская, итальянский прус, марокканская.
- Последние три года мы работали над созданием модели гнездования двух видов саранчи - азиатской и итальянского пруса, - рассказывает Нурлан Бекмухамедов. - Анализируем условия, при которых образуются кубышки саранчи: если в определенный период обработать поля от кубышек, то вспышек саранчи не будет! То есть государство может истратить 50 миллионов тенге на обработку участков, где возникает саранча, чтобы не тратить потом миллиарды, когда она уже пойдет уничтожать урожай. К сожалению, эта модель экономии государственных средств сегодня никем не востребована. В этом году поставлена задача прогнозирования эпидемии марокканской саранчи, но проблема в том, что она мигрирует то из России, то из Узбекистана, и в таких условиях ее довольно сложно отследить.
Определяют для фермеров ученые и возможность засоренности полей. То есть если при высоком прогнозе появления сорных трав не обработать поля гербицидами, то урожайность может снизиться до 40 процентов.
Эти направления исследований финансируются по программе Министерства оборонной и аэрокосмической промышленности Республики Казахстан и решают вопросы национальной безопасности не только в плане урожая. Первыми сигналы о пожарах, паводках, наводнениях, сходах снежного покрова и разливах нефти также фиксируют ученые НЦКИТ. В течение 10 лет они передавали эти данные в органы по чрезвычайным ситуациям, где вовремя реагировали и принимали меры, спасая жизни людей.
Еще одна проблема - трансграничные реки. Ежегодный недобор воды на территории Казахстана приводит к деградации дельты реки Или. Есть прогноз, какой будет Или через 30 лет, и он неутешительный: Балхаш может повторить судьбу Арала.
В ближайших планах ученых создать в помощь фермерам еще один информационный ресурс, на котором будут размещены данные по пастбищам, их состоянию и урожайности. То есть каждый фермер сам сможет определить, какое количество скота и на какой территории можно пасти.

Екатерина ТИХОНОВА, Алматы

Геопортал космического мониторинга засух: http://zasuhi.gzi.kz, http://mobile.gzi.kz