Разработка автоматизированных систем математического моделирования морской среды с усвоением спутниковых, метеорологических, гидрофизических, гидрохимических и других видов исходных данных, непрерывно функционирующих в реальном режиме времени.

Поддержание непрерывного функционирования действующих автоматизированных систем диагноза и прогноза Черного, Азовского и других районов Мирового океана.

Накопление и сопровождение архивов результатов диагноза и прогноза состояния морской среды, а также дополнительных данных контактных и спутниковых измерений, необходимых для валидации математических моделей, описывающих её эволюцию.

Валидация результатов диагноза и прогноза состояния морской среды с целью оценки и улучшения качества диагноза и прогноза состояния морской среды и исследования изменчивости термодинамических, биогеохимических и других полей параметров состояния морей России и Мирового океана.

Научно-технические консультации и оказание методической помощи по внедрению результатов, полученных в лаборатории, сотрудниками других отделов ФГБУН ФИЦ МГИ и в других организациях морского профиля.

Разработана, введена в опытную эксплуатацию и подана заявка на защиту авторских прав ФГБУН ФИЦ МГИ на созданную систему. Накопленный опыт прогнозирования морской среды в ФГБУН ФИЦ МГИ позволяет создавать региональные системы оперативных морских прогнозов повышенного разрешения в морях России или критически важных районах Мирового океана, адаптируя их под доступные системы наблюдений, в том числе и для решения специальных прикладных задач. Однако для реализации полностью отечественной системы регионального прогноза необходимо опираться на национальные данные атмосферного прогноза и оперативных гидрологических наблюдений. Для решения прикладных задач развивается концепция создания региональной системы прогноза Баренцева моря, основанной на национальных источниках входных данных.

Восстановлены, сохранены и накоплены новые массивы исходных данных, необходимые для выполнения реанализа состояния морской среды, диагностических и прогностических расчетов. Осуществлено накопление данных результатов диагноза и прогноза состояния морской среды для изучения и улучшения достоверности модельных расчетов.

На основе данных трех ретроспективных анализов (реанализов) полей Черного моря исследованы тенденции изменения термохалинного режима бассейна в 2000–2021 годы. Показано, что кумулятивный эффект роста средней температуры поверхности моря (ТПМ) и смягчения зимних условий в акватории Черного моря в последние 7–8 лет приводят к рекордному прогреву, а затем и исчезновению вентилируемого черноморского холодного промежуточного слоя (ХПС) в его традиционном понимании к 2020 году. Кроме того, в последние 7–8 лет наблюдается ускоренное потепление вод моря в пределах основного пикноклина. Изменения теплового режима верхнего слоя моря сопровождаются продолжающимся ростом солёности в основном пикноклине. Таким образом, выполненный комплексный анализ показывает, что кумулятивный эффект роста средней ТПМ и смягчения зимних условий в акватории Черного моря приводит к существенным и быстрым изменениям термической структуры верхнего слоя моря вплоть до нижней границы пикноклина в последние 7–8 лет. В частности, традиционный вентилируемый в зимний период черноморский ХПС после 2012 года быстро нагревался и впервые за всю историю океанографических наблюдений в Черном море полностью выродился в 2020 году. В пределах основного пикноклина в те же 7–8 лет наблюдается ускоренное потепление вод моря. По-видимому, повышение температуры в нижней части основного пикноклина обусловлено изменением температурного режима ХПС и сокращением числа эпизодов его обновления после 2012 года. Можно предположить также, что интенсивный прогрев нижней части основного пикноклина в 2012–2020 гг. в свою очередь способствовал быстрой деградации традиционного ХПС.

Ratner Yu.B., Kholod A.L. Estimation of the Black Sea upper layer thickness and its relationship with atmospheric forcing according to model calculations and in situ measurements // Journal of Physics: Conference Series. – 2018. – Vol. 1128, Iss. 1. – Номер статьи 012147. ‒ DOI: 10.1088/1742-6596/1128/1/012147.

Kholod A.L., Ratner Yu.B., Ivanchik M.V., Martinov M.V. Estimation of the numerical modeling accuracy of the Black Sea thermohaline fields based on using ARGO profiling floats // Journal of Physics: Conference Series. – 2018. – Vol. 1128, Iss. 1. – Номер статьи 012150. ‒ DOI: 10.1088/1742-6596/1128/1/012150.

Холод А.Л., Коротаев Г.К. Воспроизведение инерционных колебаний, вызванных сильным штормом, в оперативной модели циркуляции вод Черного моря // Метеорология и гидрология. ‒ 2018. ‒ № 12. ‒ С. 61-68.

Ratner Y.B., Kholod A.L. Investigation of the spatio-temporal variability of the Black Sea upper mixed layer thickness based on the results of numerical calculations // Journal of Physics: Conference Series. – 2019. – Volume 1359, Issue 1. – Номер статьи 0121264, DOI: 10.1088/1742-6596/1359/1/012126.

Коротаев Г.К., Холод А.Л., Мизюк А.И., Ратнер Ю.Б. Прототип отечественной системы непрерывного анализа и прогноза полей Мирового океана, Арктического и Азово-Черноморского бассейнов // Межотраслевой корпоративный научно-технический журнал: Морские информационно-управляющие системы.  Изд-во: АО Концерн «Моринформсистема-Агат», 2020.  № 1 (17).  С. 4047.

Ratner Y.B., Fomin V.V., Kholod A.L., Ivanchik A.M. Updated System for the Sea Wave Operational Forecast of the Black Sea Marine Forecasting Center // Physical Oceanography [e-journal]. ‒ 2021. ‒ Т. 28, № 5. ‒ С. 579‒595. DOI: 10.22449/1573-160X-2021-5-579-595.

Мизюк А.И., Холод А.Л., Жук Е.В., Иванчик А.М., Коротаев Г.К. Инновационная система оперативных морских прогнозов // Состояние и перспективы развития современной науки по направлению «Новые материалы и энергетика в ВС РФ», сборник статей научно-технической конференции. Том 1. Военный инновационный технополис "ЭРА" (26-28 апреля 2023 г.). ‒ Анапа, Издательство: Б. и. – 2023. – С. 104-110.

Коротаев Г.К., Мизюк А.И., Холод А.Л., Зацепин А.Г., Островский А.Г., Лунев Е.Г. Развитие автономной системы оперативных морских прогнозов Баренцева моря на основе отечественных океанологических наблюдений // Навигация и гидрография. – 2023. – №4 (73). – С. 75-81.

Korotaev G. K., Belokopytov V. N., Dorofeev V. L., Mizyuk A. I., Kholod A. L Acceleration of Climate Change in the Upper Layer of the Black Sea. In Doklady Earth Sciences (pp. 1-6). 2024, July. Moscow: Pleiades Publishing. DOI: 10.1134/S1028334X24602797.