Виртуальная жизнь леса

Как исследователи вырастили киберлес на компьютере.
Виртуальная жизнь леса

Если, прочтя заголовок, вы подумали, что исследователи в своё рабочее время играли в онлайн-симулятор фермерского хозяйства, а потом ещё и умудрились каким-то неведомым образом опубликовать свои результаты в научном журнале, то сразу скажем — это не так! Точнее сказать, научные результаты действительно были опубликованы, только посвящены они не результатам игры, а компьютерному моделированию жизни леса.

Так для чего же нужно моделировать лес в памяти вычислительных машин, если можно просто открыть дверь лаборатории, вдохнуть свежего воздуха, пойти в самый настоящий лес и измерить там все интересующие параметры?

Проблема заключается в том, что для того, чтобы выяснить некоторые интересующие исследователей вопросы, ходить в лес придётся не раз и не два, а сотни и тысячи раз. К примеру, мы хотим узнать, как изменится площадь лесов из-за изменения климата через 50, 100 или 300 лет? Подобные исследования могут занять огромное количество времени, если, конечно, проводить натурные эксперименты. Поэтому, чтобы получить результаты, как говорится, здесь и сейчас, экологи используют компьютерные модели, которые описывают основные параметры лесной экосистемы и позволяют предсказывать состояние модели в будущем.

Однако тут мы сталкиваемся с другой проблемой: реальный лес — это сложнейшая система, состоящая из огромного числа взаимосвязанных элементов. Да что уж тут говорить, фактически нам нужно смоделировать живой организм со всеми биологическими, химическими и физическими процессами. Пока что это не под силу никакому компьютеру, да и вряд ли будет возможным в обозримом будущем.

Поэтому, чтобы хоть как-то решить поставленную задачу, исследователи строят упрощённую модель, но которая в то же время может более-менее достоверно описывать интересующие процессы. Такой «лесной симулятор» создали Жан Линард и Николай Стригуль из Вашингтонского государственного университета.

Они разработали математическую модель леса, в которой исследовали, как сухость почвы, температура, частота пожаров и другие факторы влияют на леса Северной Америки. Для этого потребовалось разработать модель каждого конкретного дерева, с детализированной корневой системой и кроной.

Дальше создаётся массив из таких виртуальных деревьев на необходимой площади, и киберлес начинает свою жизнь. Исследователи могут в процессе «менять», к примеру, климат и наблюдать, как это отразится на лесной экосистеме. Кстати, свою модель исследователи назвали LES, и совпадение с русским словом тут совсем не случайно.

Источник: «Наука и жизнь»

Комментарии
Комментарии