В Северо-Восточном федеральном университете им. М.К. Аммосова (СВФУ) в рамках федеральной программы Минобрнауки «Приоритет 2030» разрабатывают цифровую программу, которая будет моделировать поведение фундаментов с учетом изменения климатических условий в Арктике. Это позволит прогнозировать устойчивость гражданских и промышленных сооружений, возводимых в зоне вечной мерзлоты.

Сегодня к Арктической зоне имеют отношение 40 из 85 российских регионов. Наиболее подвержены изменениям состояния грунтов на территории России субъекты, расположенные непосредственно на Полярном круге и выше: Якутия, Мурманская область, Ненецкий автономный округ, Ямало-Ненецкий автономный округ и Чукотка, частично Архангельская область и Красноярский край. Из-за потепления в Арктике в последние годы начался процесс размерзания грунтов. Научный журнал Nature ReviewsEarth & Environment в январе этого года опубликовал итоги спутниковых исследований, согласно которым во всей мировой Арктической зоне порядка 120 тыс. зданий, 40 тыс. км дорог и 9,5 тыс. км трубопроводов могут оказаться под угрозой разрушения.

«Развитие Арктики и Дальнего Востока сопряжено с устойчивым развитием науки в наших университетах. Уверен, что тема климатических изменений в Арктике и тем более разработки программного обеспечения, определяющего дальнейшую судьбу многих гражданских и промышленных объектов, может стать ключевой точкой научных интересов университетов в рамках новой федеральной программы «Приоритет 2030. Дальний Восток» и позволит создать уникальные коллаборации среди ученых и консорциумы университетов», — отмечает ректор СВФУ Анатолий Николаев.

Ожидается, что программа ArcticXpert поможет прогнозировать угрозы, связанные с подвижностью грунтов из-за деградации (таяния) мерзлоты, и станет значимым шагом на пути к промышленному освоению Арктической зоны.

Руководитель лаборатории «Вычислительные технологии моделирования многофизичныхи многомасштабных процессов криолитозоны» СВФУ Сергей Степанов уверен, что в программе учтены все данные, необходимые для прогнозирования температурного поля грунта.

«Наше программное обеспечение, создаваемое в рамках федеральной программы «Приоритет 2030», поможет строителям и геологам без определенных знаний в области вычислительных технологий делать точные прогнозы состояния грунта, на котором в дальнейшем будут строиться здания», — рассказал ученый.  

Программа ArcticXpert направлена на решение тепловых задач взаимодействия зданий и сооружений с мерзлыми основаниями. При этом она учитывает изменения теплообмена на поверхности, фактические изменения климата, технологии и сроки устройства фундаментов, методы охлаждения в двухмерной и трехмерной постановке. Также приложение поможет проводить прогнозные расчеты несущей способности оснований зданий и сооружений, возводимых на многолетнемерзлых грунтах, с учетом времени и продолжительности строительства, проектных решений, конструкций сооружений.

По планам исследователей, программа будет доступна специалистам уже этой осенью.Первым пользователем приложения ArcticXpert станет Якутский проектный научно-исследовательский институт строительства.