Результаты исследования опубликованы в журнале Soil and Tillage Research. Авторы доказали, что этот подход позволит предотвращать эрозии и наводнения, прогнозировать запасы воды в различных сценариях выпадения осадков, а также учитывать влияние изменения климата.
"Можно пойти и дальше – на основе разрабатываемых методик можно создавать дизайнерские почвы с идеальными физическими свойствами для определенных культур и условий окружающей среды", – добавил Кирилл Герке, директор по науке Центра вычислительной физики.
Очень важен параметр насыщенной гидравлической проводимости почвы – величина, показывающая, как быстро вода может просачиваться и распределяться по почве. Этот параметр позволят определять продуктивность почвы для сельского хозяйства, риски эрозии и наводнения и способность почвы справляться с экологическими последствиями.
Цифровой подход открыл новые задачи в выявлении причин расхождения, такие как необходимость учета разных масштабов в структуре почвы, выявление органики, расположенной в порах почвы. Благодаря моделированию впервые удалось подчеркнуть анизотропность почвы – ее способность проводить воду по-разному в различных направлениях. Этот эффект сложно исследовать экспериментальными методами.
"Безусловно, как у и любой модели, у нашей тоже есть ограничения. Мы используем статические данные о структуре, полученные с помощью компьютерной томографии при определенном насыщении почвы водой. При изменении влажности структура, в которой происходит фильтрация, меняется. Для учета влияния этих факторов нам необходимо описать динамику структуры при изменении влажности. Совместив две модели: модель фильтрации и динамики структуры, мы сможем впервые детально описать процессы в реальных природных объектах, что будет значительным шагом вперед", – добавил Кирилл Герке.
Ранее ученые раскрыли тайну "блуждающих огней" над болотами и кладбищами.