Оперативная океанография: Черное море под контролем ученых

Уникальная международная научно-техническая акция была проведена в конце июля: пилотный эксперимент по функционированию системы диагноза и прогноза состояния Черного моря и отдельных её прибрежных модулей. Эксперимент проводился в рамках развития оперативной океанографии — нового бурно развивающегося направления в современной океанологии — оперативной океанологии, предметом которой являются междисциплинарный диагноз состояния Мирового океана и его морей в реальном режиме времени и среднесрочный прогноз его эволюции.- Глобализация и интенсификация человеческой деятельности вызывают необходимость разработки и совершенствования систем контроля состояния морской среды нового поколения, способных дать надежную информацию для принятия управленческих решений, корректировки действующих и обоснования будущих хозяйственных проектов, — рассказывает координатор эксперимента старший научный сотрудник Морского гидрофизического института НАНУ, кандидат физико-математических наук А.И.Кубряков. — Умение диагностировать и прогнозировать состояние морской среды позволяет повысить эффективность операций на море и избежать негативных последствий антропогенного воздействия, а также природных явлений катастрофического характера. Новые технологии наблюдений морской среды, современные высокопроизводительные компьютеры, последние теоретические изыскания сделали реальностью создание междисциплинарных систем непрерывного контроля состояния океана такого же типа, как современные метеорологические системы диагноза и прогноза погоды. Сложность и масштабность этих систем поражают воображение: они включают в себя специализированные океанографические и ретранслирующие спутники, различного типа дрейфующие и «ныряющие» буи, коммуникационные системы, математические модели циркуляции атмосферы и океана, модели динамики экосистем, эколого-экономические экспертные технологии управления. Изучением и эксплуатацией каждого из перечисленных компонентов занимаются научные и производственные коллективы в самых разных институтах и организациях стран — участниц своеобразного международного консорциума «Глобальная система наблюдений за океаном» (ГСНО).

Амбициозную задачу по созданию региональной системы наблюдений за состоянием Черного моря как части «Глобальной системы наблюдений за океаном», следуя требованиям времени, поставили перед собой научные центры и институты Черноморского бассейна. Их инициативу поддержали Межправительственная океанографическая комиссия ЮНЕСКО и её Черноморский комитет, возглавляемый академиком НАН Украины В.Н. Еремеевым. Глубокую заинтересованность во внедрении современных технологий океанографических наблюдений на акватории Черного моря проявила Европейская комиссия, поддержав финансово проект «АРЕНА», объединяющий усилия ведущих океанографических коллективов черноморских стран. Ключевым в проекте «АРЕНА» является создание оперативной системы диагноза и прогноза динамики и экосистемы Черного моря. Руководство рабочей группой по ее созданию осуществляет заместитель директора МГИ НАН Украины профессор Г.К. Коротаев.

Уверенность в возможности создания оперативной системы диагноза и прогноза динамики и экосистемы Черного моря во многом базировалась на накопленном в течение последних 20 лет в МГИ НАНУ опыте и результатах исследований в областях спутниковой гидрофизики, информационных и дрифтерных технологиях, моделировании сложных систем, а также совместных наработках МГИ и ИнБЮМ по контролю за биологическими полями на поверхности моря. Однако реальное конструирование системы стало фактом в результате объединения усилий и высокопрофессиональной и хорошо скоординированной работы ведущих специалистов-океанологов Болгарии, Грузии, России, Румынии, Турции и Украины в течение двух последних лет.

И вот, наконец, мы явились свидетелями события, подтвердившего способность научной команды черноморской ГСНО создать систему, которая не только может предоставлять информацию о текущем состоянии Черного моря, но и давать в реальном режиме времени прогноз его изменений! Суть международного научно-технического эксперимента была в следующем. В назначенный день в Национальной гидрометеорологической администрации Румынии «стартовала» региональная атмосферная модель, которая обрабатывала информацию о состоянии атмосферы над всей Европой и выдавала данные с высоким разрешением о текущем состоянии атмосферы над Черным морем, а также его прогноз на двое суток. Эти данные поступали по Интернету в Морской гидрофизический институт НАН Украины, где к этому времени была принята и обработана информация о состоянии морской поверхности с океанографических спутников, дрифтеров и других измерительных платформ. Вся эта информация вводилась в компьютеры, на которых установлена система диагноза и прогноза состояния всего моря, реализованная при финансовой поддержке Украинского научно-технологического центра. С помощью этой системы рассчитывалось распределение всевозможных физических параметров — температуры и солености воды, скорости течений и многих других — по всей акватории и всей водной толще моря, причем не только на текущий момент времени, но и на двое суток вперед.

Сразу после завершения расчетов данные, полученные в глобальной модели циркуляции моря, передавались из МГИ по Интернету в морские исследовательские центры всех причерноморских стран. Там эти данные вводились в региональные математические модели циркуляции, которые уже рассчитывали состояние моря в отдельных его районах с высоким разрешением. Вся полученная информация концентрировалась в МГИ, анализировалась и затем помещалась на интернетовский сайт (www.arena.mhi.net.ua.), так что любой посетивший этот сайт мог узнать, например, какова температура (или соленость) воды на поверхности моря или, скажем, на глубине 50 метров, а также какова она будет завтра и послезавтра на всей акватории моря. Специалисты могли использовать полученные данные в своей практической деятельности. На том же сайте можно было ознакомиться с картами морских течений на различных глубинах, причем с более подробными для отдельных прибрежных районов России, Румынии, Болгарии, Грузии, Турции и Украины. Экологи на этом сайте могли узнать о распределении фитопланктона по акватории моря.

Эксперимент длился штатный период — около недели, но, учитывая сложность поставленной задачи, его успешное проведение явилось большим достижением стран-участниц на пути создания глобальной системы наблюдений и прогноза состояния Черного моря и получило широкий международный резонанс. Не обошлось без проблем, в том числе объективных. Например, когда во всей Грузии во время эксперимента была прекращена подача электроэнергии, грузинские ученые вынуждены были работать в авральном режиме, но все-таки смогли совсем небольшой задержкой передать нужную информацию в Севастополь.

Лидирующая роль в этом эксперименте принадлежит ученым нашего Морского гидрофизического института НАН Украины. О начале эксперимента были оповещены ведущие океанографические учреждения и организации во всем мире. Любой заинтересованный специалист мог на своем компьютере лично оценить ход эксперимента. И уже после первых дней его проведения по электронной почте в адрес координатора эксперимента, старшего научного сотрудника Морского гидрофизического института НАН Украины, кандидата физико-математических наук А. И. Кубрякова стали приходить приветственные послания и рабочие запросы от ведущих ученых-океанографов из разных стран.

Естественно, первыми поздравили большой интернациональный коллектив с успешным завершением эксперимента их коллеги — председатель Черноморского комитета, представитель Украины в МОК ЮНЕСКО академик НАН Украины В.Н. Еремеев и национальный координатор Черноморской глобальной океанографической наблюдательной системы профессор Г.К. Коротаев, которые являются инициаторами и проводниками идей оперативной океанографии Черного моря на самом высоком международном уровне. В письмах и откликах отмечалось высокое научное и практическое значение эксперимента, выражалась благодарность всем его участникам, которые «работали как единая, слаженная, целеустремленная команда».

Подчеркивалось, что эксперимент явился большим достижением всего океанографического сообщества, что идеи оперативной океанографии воплощены в жизнь в данном проекте в полном объеме, поскольку обеспечено соблюдение главных условий этого нового научно-технологического направления: регулярность контроля, реальный масштаб времени, сбор и обработка информации, доступ в Интернет, работа на конкретного пользователя — гидрометеорологические, рыболовецкие, портовые и навигационные службы региона, многочисленные океанологические и экологические научные организации Украины, России, Грузии, Болгарии, Турции и Румынии. Проведенный эксперимент является важным этапом в формировании многокомпонентной междисциплинарной долгосрочной программы глобальных наблюдений — флагманского проекта МОК ЮНЕСКО и ее Черноморского комитета.

Полномасштабная реализация этого проекта в качестве постоянно действующей наблюдательной системы взамен пилотных апробаций при наличии целевого финансирования должна состояться в ближайшие четыре года. Предстоит большая и разносторонняя работа, в которой примут участие все страны Причерноморья, а также другие заинтересованные стороны, ибо в конечном итоге процветание и устойчивое развитие Черноморского региона выгодно всем.

Другие статьи этого номера