На протяжении более 20 лет Морской гидрофизический институт (МГИ) по запросам различных организаций проводит научно-исследовательские работы (НИР) по направлению оперативной океанологии. Предметом исследований являются мелкомасштабные ( ~ 1 – 10 км) динамические процессы в акваториях окраинных и внутренних морей Российской Федерации и других акваториях Мирового океана с целью разработки и совершенствования систем реанализа, анализа и прогноза гидрофизических и гидробиохимических полей, а также последующего использования результатов их работы. Актуальность проводимых исследований обусловлена необходимостью анализа последствий и возможностей прогнозирования опасных явлений в морской среде.
В настоящее время, в ходе научно-технического сопровождения проектных изысканий, МГИ проводит договорные НИР по следующим направлениям:
-
исследование характеристик пространственно-временной изменчивости гидрофизических полей в целях обеспечения достоверности прогнозирования состояния морской среды при проведении технических работ в море на основе численного моделирования и ассимиляции данных измерений;
-
разработку нового поколения автоматизированных систем непрерывного анализа и прогноза (СНАП) состояния морской среды с высокими пространственным разрешением и оценкой достоверности результатов в заданном регионе, включая прием и подготовку доступных данных наблюдений и информации о состоянии атмосферы, в том числе с применением модели численного прогноза погоды;
-
разработку геоинформационных систем (ГИС) для мониторинга состояния морской среды по данными наблюдений и результатом реанализа, анализа и прогноза гидрофизических и гидробиохимических полей;
-
анализ путей распространения загрязнений различного происхождения и плавучих объектов на основе имеющихся результатов работы СНАП и данных наблюдений;
-
оказание консультационных услуг заинтересованным государственным органам, администрациям морских портов и иным организациям.
В основе разрабатываемых систем непрерывного анализа и прогноза (СНАП) состояния вод используются современные системы численного моделирования циркуляции океанов и морей. При исследовании циркуляции в относительно небольших по площади акваториях Азово-Черноморского предполагается использование нелинейной трехмерной модели циркуляции POM (Princeton Ocean Model), позволяющей более аккуратно учитывать прибрежные области за счет особых вертикальных координат. При необходимости увеличения пространственного разрешения возможно использование вложенных сеток. При необходимости учета формирования ледовых полей, для более обширных акваторий исследования, а также для более сложной конфигурации береговой черты, например в окраинных морях Северного Ледовитого океана, возможно применение комплекса численного моделирования океана NEMO (Nucleus for European Modeling of the Ocean). Здесь возможно применение как вложенных сеток, так и более сложных расчетных сеток с локальным сгущением. Численные модели POM и NEMO являются программными комплексами с открытым исходным кодом и показали довольно хорошую точность при выполнении различных НИР сотрудниками коллектива ранее.
Колоссальный опыт получен ранее сотрудниками института в ходе выполнения зарубежных научных проектов ЕС таких как ASCABOS, SEASAM, ECOOP, MyOcean и MyOcean2, а также ряда грантов при финансовой поддержке РФФИ и РНФ. Кроме разработки системы диагноза и прогноза состояния вод Черного моря (а далее Азово-Черноморского бассейна), научный коллектив МГИ также имел опыт проведения исследований, связанных с анализом путей распространения загрязнений (в том числе и нефтяных) и плавучих объектов в акватории Черного моря, проектированием очистных сооружений КОС, разработкой системы диагноза и прогноза состояния Мирового океана и Арктического бассейна в интересах Минобороны Российской Федерации.
Основное внимание уделяется обновлению технической и технологической баз, создаваемых информационных систем. С учетом развития новых технологий обработки больших массивов информации осуществляется обновление программного обеспечения приема и подготовки исходных данных, визуализации результатов работы имеющихся систем, оценки достоверности диагноза и прогноза состояния морской среды. В целях повышения эффективности и практической значимости выполняемых исследований изучаются и отрабатываются вопросы создания и дальнейшего развития специализированных экспертных систем, интерпретации результатов диагноза и прогноза ее состояния.