Российский океанолог рассчитал летний прогрев Черного моря
Стандартные расчеты, которые действуют в открытом океане, в прибрежной зоне Черного моря не работают, ошибаясь в оценках теплового потока почти на две трети. Устранить эту погрешность взялся российский ученый Дмитрий Глуховец из Института океанологии РАН и МФТИ, предложив новую систему регионального моделирования.
Черное море, особенно в прибрежной зоне, существенно отличается от океанских просторов повышенной мутностью. Вода содержит огромное количество растворенного органического вещества, так называемого «желтого» вещества, которое, словно гигантский светофильтр, активно поглощает солнечную радиацию.
«Желтое» в Черном
Традиционные модели для прогноза летнего прогрева считали воду прозрачной. Но, как показало исследование, на глубинах от 4 до 30 метров упрощенные схемы занижали реальный тепловой поток на 62%. Вместо актуальной температуры воды для расчетов использовались недействительные данные.
Дмитрий Глуховец разработал региональную компьютерную модель, которая впервые системно учитывает оптические свойства именно черноморской воды. Система ведет детальный учет коэффициентов поглощения «желтым» веществом. По результатам проверки расхождение между расчетами и реальными практическими измерениями на полигоне «Геленджик» составило менее 4%. Эта точность стала возможной благодаря тщательной калибровке входных гидрооптических параметров, собранных за годы исследований.
Идей – море
В 2022 году в Институте океанологии РАН проводились исследования течений с помощью объединенных моделей на том же самом полигоне «Геленджик». В 2023 году была создана биооптическая модель цветения водорослей Черного моря. В 2024-2025 годах активно шли работы над вихреразрешающими циркуляционными расчетами. Модель прогрева – еще одна «волна» развития комплексного цифрового Черного моря, которое строится российской наукой последние годы.
Но разработчикам предстоит «научить» модель взаимодействовать с облачностью, которая снижает поступление солнечной энергии на 15–20%, а также с обширным цветением кокколитофорид. Эти микроскопические водоросли способны втрое увеличивать альбедо (отражательную способность) воды, меняя глубину проникновения солнечных лучей. Включение этих процессов в алгоритм сделает прогнозы всепогодными.
Научно-технологический потенциал у методики высокий. Это не применение универсальных алгоритмов, а «настройка» моделей под конкретные условия морей. Стоит изменить входные параметры прозрачности и содержания органики и можно будет использовать расчеты под любую другую акваторию мира.
Польза – на поверхности
Более точные прогнозы температуры воды и состояния прибрежной зоны станут надежным инструментом для курортной отрасли, служб МЧС и рыбохозяйственного комплекса. Возможность предвидеть развитие экосистемы поможет заранее выявлять риски цветения водорослей и дефицита кислорода, а это важно для сохранения биоресурсов Азово-Черноморского бассейна.
В будущем модель Дмитрия Глуховца может стать основой для создания цифровых двойников морских акваторий, позволяющих просчитывать последствия любых природных и антропогенных воздействий. Это и уточнение долгосрочных климатических прогнозов, и основа для систем оперативного мониторинга Росгидромета. Морской мониторинг объединит данные со спутников, автономных буев и береговых станций. Но вероятно совсем скоро алгоритм будет интегрирован в комплексные экологические модели, расширят на другие сезоны и участки побережья.
