Мировой океан под контролем

Изменчивость Мирового океана и его влияние на климат и погоду являются предметом неустанного интереса со стороны океанографов и гидрометеорологов практически всех стран мира. Для решения этой проблемы создана система глобального мониторинга океана, включающая свыше 5000 автоматических измерительных буев, четыре спутниковые системы связи, наземную телекоммуникацию и системы контроля качества данных. Для поддержания плотности наблюдений задействованы десятки судов, с которых каждый день производятся запуски буев по всей акватории океана от Северного полюса до берегов Антарктиды. Данные оперативно используются для прогноза погоды и архивируются для контроля изменчивости параметров океана.Развитие и поддержание наблюдательной системы является сложной и дорогостоящей проблемой, в решение которой вовлечены научные центры многих стран. Эта работа осуществляется под контролем Международного комитета по буям сбора данных. Комитет, являясь рабочим органом межправительственной океанографической комиссии и Всемирной метеорологической организации, ежегодно собирается для подведения итогов работы. Морской гидрофизический институт НАН Украины входит в состав комитета с 1999 года и вносит существенный вклад в развитие наблюдений с помощью буев.

На этот раз встреча была проведена в городе Обан (Великобритания) на базе шотландской ассоциации морских наук SAMS. Помимо основных участников из ведущих морских держав, на встрече этого года присутствовали новички. Это такие страны, как Оман, Индонезия, Иран, и другие. Да и тематика расширилась: так, были представлены буи для предсказания цунами.

Интерес к международной встрече среди ученых подогревался аномальными погодными явлениями, которые были ощутимы во многих странах. В целом не вызывает споров решающее влияние самого океана и его взаимодействия с атмосферой на изменчивость климата. На себе мы уже ощутили необычно жаркое минувшее лето. Не исключено, что будет достаточно холодная зима. Словом, отмечены отклонения от обычных климатических явлений, и мировой океан воздействует на это самым непосредственным образом.

Что же с ним происходит? По этому поводу существуют разные гипотезы. Ученые предполагают, что, возможно, Гольфстрим (теплое течение, оказывающее значительное влияние на Западную и Северную Европу) замедляет свое движение. И та же катастрофа на нефтедобывающей платформе в Мексиканском заливе, где нефть разлилась на многие сотни километров тонкой пленкой, уменьшила энергопоступления в источник Гольфстрима. Именно там это течение напитывается теплом, которое дальше переносится в Европу. А что говорить о повышении уровня океана, что в целом может повлиять на сложившуюся структуру течений? Все эти факторы говорят о возможных больших изменениях в окружающей среде в скором времени.

Безусловно, в этой связи наблюдательные сети выполняют важную роль. Благодаря им постоянно контролируется и оценивается ситуация: что происходит сегодня и что будет завтра с погодой и климатом. В этих технологических системах дрейфующие буи, разрабатываемые и изготавливаемые севастопольскими учеными, занимают одну из ключевых позиций. На сегодня глобальная наблюдательная сеть сформирована из достаточного количества буев. Задача в том, чтобы улучшить их качественные параметры, то есть буй должен передавать полученную им информацию в большем объеме и по новым параметрам, а также вовремя и без потерь — из любой точки океана. Такая информация должна поступать на стол пользователя мгновенно, например, для оперативного составления прогнозов погоды.

Поэтому совещание состояло из двух частей. Первая — научная, а вторая — организационно-техническая. Ученые проинформировали о достижениях и результатах за прошедший год. В частности, о том, что является прогрессом в этой области: о новых измерительных возможностях приборов, улучшении качества передачи информации, повышении своевременности доставки информации пользователю, о роли новых спутниковых систем в дальнейшем развитии сети. Результатам исследований в этом направлении и посвятил свое выступление представитель Морского гидрофизического института НАН Украины доктор технических наук Сергей Мотыжев, входящий в состав ряда рабочих групп комитета.

Следующая часть международной встречи была посвящена вопросам организации работы буйковой сети. Это мощнейшая измерительно-информационная структура, в которую входят тысячи платформ в виде плавающих в океане буев. Они адаптированы ко всяким условиям эксплуатации. В частности, годами работают в крайне тяжелых условиях южных океанов, где известны гремящие 50-е (широты) и ревущие 40-е, а также хорошо переносят изнурительную жару тропической зоны. Учитывая это, ученым важно знать, как эти приборы собирают и передают материал, то есть создать систему качества данных, чтобы показаниям буев можно было однозначно доверять. Обычно после того как буи запущены, дальше они годами работают автономно. Как их проверить? Для этого существует специальная глобальная сеть контроля качества данных буев. При этом ее характеристики постоянно должны улучшаться: необходимо охватывать все новый круг параметров, которые буи должны измерять.

В ходе встречи также были рассмотрены новые системы спутниковой связи, через которые осуществляется передача информации. Здесь прогресс движется семимильными шагами. Раньше была система "Аргос-2", сейчас — "Аргос-3" плюс система "Иридиум", на подходе новый вид — "Аргос-4". Новые технологии проверяются в действии при организации глобального обмена информации через спутниковую связь, а также наземную. В итоге эти данные используются для прогноза погоды, а также для изучения состояния океана.

Однако появилась проблема: как поддерживать плотность наблюдательной сети в Мировом океане? Для этого выявляются регионы, которые еще не покрыты буями, — значит, нужно направить их туда.

К тому же нередко буи выходят из строя. Это происходит по разным причинам: одни — из-за изношенности оборудования, другие — в силу технической неисправности, третьи — по причине так называемого морского вандализма. Кстати, проблема вандализма поднимается постоянно. Ученые пытаются через национальные гидрографии, различные службы донести до моряков обращение: "Не трогайте эти буи, не портите их, не вытаскивайте из воды. Потому что они работают на вашу пользу, передавая данные, используемые метеослужбами". Этот аспект тоже очень серьезно обсуждался учеными.

Комитет по международному сотрудничеству интересуют новые технологии, которые он готов поддержать. В настоящее время буи должны отвечать такому параметру, как автоматическое развертывание. Платформа с буем просто сбрасывается в воду, а дальше весь процесс идет в автоматическом режиме. Если это происходит на борту судна, то его можно не останавливать, а продолжать движение на скорости до 25 узлов. Не требуется и специальной подготовки для сброса буя в указанной точке. Эту рабочую операцию может выполнить обычный матрос или любой другой член экипажа. На прошедшей международной встрече, кстати, высоко был оценен вклад Украины в развитие этой технологии. Так, в итоговом документе комитета отмечено, что разработка океанических буев Морским гидрофизическим институтом НАН Украины и их изготовление специалистами НПФ "Марлинг-Юг", осуществляемые при финансовой поддержке Всемирной метеорологической организации, являются по сути инвестиционным и инновационным проектом. Через него результаты национальных исследований оперативно вовлекаются в практику глобальных международных наблюдений и применяются в основном странами, не владеющими научными и практическими возможностями самостоятельно развивать это направление.

— Каждый раз мы изготавливаем не просто стандартный прибор, а принципиально новый — с другими измерительными возможностями, информационными параметрами, — отметил Сергей Мотыжев. — Мы решаем задачи развития технологии в целом и вкладываем наши результаты в мировое сообщество. Ведь сегодня в одиночку такую систему разрабатывать и содержать невозможно. Это реально в рамках международной кооперации, и наш институт интегрирован в эту структуру. Причем каждый раз, когда мы докладываем о новых результатах, там высоко оценивается наш вклад.

Так, в заключительном документе, принятом по завершении этой встречи, вклад севастопольских ученых в текущем году отмечен следующим образом. Превосходные возможности "Иридиум-телеметрии" продемонстрированы такими членами дрифтерного сообщества, как Франция, Канада, Англия, Украина и Южная Африка. Особенно это касается своевременности передачи данных и оперативного развертывания дрифтеров при использовании этой технологии.

Отмечен новый уровень работ, выполняемых системой фирмы "Метео-Франс" с использованием последних версий севастопольских термопрофилирующих буев, которые обеспечивают безотказную работу в течение одного года. Их данные поступают для создания метеопрогнозных моделей нового поколения. Суть в том, что при этом учитывается количество тепла, накапливаемого в верхнем слое океана, а не только поверхностная температура, как это делается сейчас.

Интерес вызвали результаты применения японскими исследователями ледовых микробуев, разработанных в МГИ. Как уже сообщалось в "Славе Севастополя", буи были развернуты весной этого года в районе Северного магнитного и географического полюсов.

В августе началось международное соревнование по оценке нового поколения дрифтеров, разработанных в текущем году. Это ежегодное мероприятие, в котором до сих пор традиционно участвовали 4 изготовителя буев: 3 из США и один из Канады, то есть только североамериканские разработчики и производители. В этом году по настоянию европейских членов дрифтерного сообщества и представителей прежде всего "Метео-Франс", Всемирная метеорологическая организация выделила средства на изготовление 5 экспериментальных буев севастопольской фирмой "Марлинг-Юг" для европейского участия в соревнованиях. Буи были изготовлены и отправлены в Национальное агентство США по океану и атмосфере.

"На сегодня три буя развернуты в компании североамериканских участников в Тихом и Атлантическом океанах. Прошло два месяца, все нормально. Однако два месяца — это ясельный возраст для буев этого класса. Посмотрим, что будет через год", — отметил С. Мотыжев.

Следующее направление научной деятельности, ставшее предметом обсуждения, — оценка спутниковой технологии "Аргос-3". По заказу космического агентства Франции фирма "Марлинг-Юг" изготовила буи, разработанные в гидрофизе, которые доставлены в Новую Зеландию.

Резюмируя, можно констатировать, что вклад севастопольских гидрофизиков в разработки Межправительственной океанографической комиссии, как никогда, является сегодня доминирующим.

Другие статьи этого номера