Автономная буйковая станция на карбоновом полигоне: интегрированный мониторинг пресноводной экосистемы и потоков парниковых газов

Аннотация

В работе представлен опыт развертывания автономной буйковой станции (АБС) для высокочастотного мониторинга параметров качества воды и растворенных парниковых газов (CH₄ и CO₂) в режиме реального времени на карбоновом полигоне «Карбон – Поволжье» (Куйбышевское водохранилище, Россия). Равнинные водохранилища являются значимыми источниками парниковых газов, однако оценка их вклада в региональные углеродные бюджеты часто ограничена из-за отсутствия непрерывных синхронизированных наблюдений. Насколько нам известно, впервые в России мультипараметрический зонд YSI EXO2s был интегрирован с прямыми погружными датчиками метана (METS) и диоксида углерода (AMT) на единой автономной платформе на базе буя Daowan. Разработанная программно-аппаратная архитектура включает передачу данных по сетям 4G, многопоточный TCP-сервер на Python и систему долговременного хранения на базе PostgreSQL с расширением TimescaleDB, обеспечивающую синхронизацию данных с 4-минутным разрешением. Интерактивный мониторинг и визуализация реализованы с использованием Grafana. За период эксплуатации с июля по октябрь 2025 г. система собрала около 35 тыс. записей, отражающих детальную суточную и сезонную динамику параметров. Результаты позволили выявить кратковременные пики концентраций растворенного метана, потенциально связанные с эпизодическими событиями пузырькового выноса, которые обычно пропускаются при дискретных измерениях. Интеграция АБС с системами турбулентных пульсаций и плавучими камерами создает основу для перекрестной верификации потоков и калибровки региональных биооптических и эмиссионных моделей. Предложенная архитектура АБС и технические решения могут служить основой для создания интегрированных сетей мониторинга парниковых газов на внутренних водоемах.