( а) |
Temperature(° C), Depth- 050.0( m), Date- 2018.02.06, Time- 12:00( UTC) |
( б) |
Current speed( m / s), Depth- 002.5( m), Date- 2018.02.06, Time- 12:00( UTC) |
Latitude( N) |
|
Latitude( N) |
|
|
Longitude( E) |
|
Longitude( E) |
Рис. 3. Распределение температуры воды на горизонте 50 м( а) и скорости течений на поверхности моря( б) на 6 февраля 2018 года. Стрелки на карте( б) показывают направление течения, а цвет – его скорость
бассейне хорошая точность прогнозов достигается сочетанием высокого качества атмосферных прогнозов и самой модели циркуляции вод.
Еще более сложной является ситуация на Северо-Западном шельфе Европы, включающем в себя достаточно мелкое Северное море и глубоководную зону сопряжения с океаном. Высокая точность прогнозов здесь основана на сочетании особых требований к модели циркуляции вод и использовании наблюдательной основы и принципов организации прогнозов, типичных для глубоководных бассейнов. Граничные условия на жидкой границе для этой системы также берутся из оперативного диагноза и прогноза состояния Мирового океана.
В России региональная система морских прогнозов полей Черного моря, построенная в соответствии со стандартами CMEMS, функционирует в МГИ РАН [ 14, 15 ]. Данная система построена в период участия института в проектах 7-й рамочной программы Европейской Комиссии MyOcean и MyOcean2. Как видно из рисунка 2, в Черноморском центре морских прогнозов работают оперативно несколько моделей. Базовой является вихреразрешающая модель циркуляции вод Черного моря, созданная в МГИ. Модель ассимилирует стандартный для CMEMS набор наблюдений, позволяющий давать диагноз и прогноз полей температуры, солености и скорости течений Черного моря с хорошей точностью на всех глубинах от поверхности до дна моря. На рисунке 3 представлены примеры продуктов центра на 6 февраля 2018 года.
Анализы и прогнозы для Черного моря доступны на сайтах центра: http:// bsmfc. net( карты полей на нескольких горизонтах); http:// mis. bsmfc. net( цифровые массивы, визуализация, анимация).
Спутниковые и контактные наблюдения используются также для оценки качества прогнозов. Пример валидации прогноза температуры на сутки в сравнении с наблюдениями одним из буев Argo, работающих в Черном море, в течение 90 дней приведен на рисунке 4. Буй Argo всплывает на поверхность каждые пять дней, поэтому на рисунке показано 19 отсчетов. Среднее отклонение прогноза от наблюдений за 90 дней оказалось равным 0,2˚С, среднеквадратичное отклонения – 0,4 ° C, а коэффициент корреляции – 0,995.
Кроме анализов и прогнозов гидрологических характеристик Черноморский центр дает также прогноз волнения, состояния экосистемы моря и биооптических свойств морской воды. Все продукты производятся в автоматическом режиме при минимальном участии оператора.
В рамках проекта РНФ « Новые методы и суперкомпьютерные технологии анализа и прогноза Мирового океана и Арктического бассейна » модель циркуляции вод Черного моря будет усовершенствована посредством уменьшения шага сетки базовой модели и распространения прогнозов на весь Азово-Черноморский бассейн. Данная система прогнозов может рассматриваться как прототип аналогичных систем для Каспийского и Японского морей, где вертикальная стратификация вод близка к океанической. Следует отметить также, что в российском секторе Балтийского моря в рамках проекта 6-й рамочной программы Европейской Комиссии ECOOP создана система оперативных прогнозов Финского залива [ 16 ]. Эта система является частью программы сотрудничества Балтийских стран и получает граничные условия от оперативной модели анализа и прогноза циркуляции Балтийского моря. В настоящее время производится стыковка системы оперативных прогнозов Финского залива со CMEMS.
Основываясь на результатах проекта « Новые методы и суперкомпьютерные технологии анализа и прогноза Мирового океана и Арктического бассейна » и функционирующей системе оперативных прогнозов Финского за-
No. 1( 13) / 2018, Морские информационно-управляющие системы 23