W Pracowni Modelowania Procesów Ekohydrodynamicznych Instytutu Oceanologii Polskiej Akademii Nauk w Sopocie pod kierownictwem prof. dr hab. Lidii Dzierzbickiej-Głowackiej opracowano model ekosystemu południowego Bałtyku 3D CEMBS-PolSea wyznaczający parametry hydrodynamiczne i biochemiczne środowiska morskiego w ramach realizowanych projektów CSI-POM i CSI-POM Etap 2.
Głównym celem projektu pn.: „Cyfrowy System Informacji o środowisku polskich obszarów morskich” (CSI-POM www.csipom.pl i CSI-POM Etap 2 www.csipom2.pl) jest określenie struktur, dynamiki i zmienności czasowo-przestrzennej procesów fizycznych i biochemicznych zachodzących w środowisku morskim południowego Bałtyku. Do tego celu użyto opracowanych w ramach projektu CSI-POM i CSI-POM2 modułów/aplikacji opartych na modelowaniu numerycznym.
– CSI-POM pozwala na generowanie map i charakterystyk czasowo-przestrzennych i punktowych dla badanych parametrów i procesów fizycznych. Wyniki te są prezentowane na portalu internetowym w czasie rzeczywistym oraz w formie prognoz na najbliższe 48+ godzin. Informują one o bieżącym stanie środowiska i możliwości zagrożeń na otwartym morzu i w strefie przybrzeżnej Polski. Zależało mi na stworzeniu kompleksowego narzędzia, które pomoże reagować na potrzeby gospodarki morskiej, która jest nierozłącznie przecież związana z ochroną ludzi i środowiska – podkreśla prof. dr hab. Lidia Dzierzbicka-Głowacka z Instytutu Oceanologii Polskiej Akademii Nauk, kierownik projektu.
W ramach pierwszego etapu zostały opracowane nowe narzędzia służące do rozpoznania procesów fizycznych w południowym Bałtyku.
– Udało nam się wyznaczyć metodę określającą termoklinę, haloklinę i piknoklinę dla całej domeny modelu, opracować czasowo-przestrzenną analizę struktury kolumny wody dla badanych parametrów, tj. temperatury, zasolenia i prądów. Ponadto opracowaliśmy metodę automatycznej detekcji wirów morskich, metodę badania bezwładności mas wodnych przy prognozowanych wymuszeniach wiatrowych i metodę automatycznego wykrywania prądu wznoszącego – upwellingu brzegowego – wyjaśnia naukowczyni.
Podczas realizacji drugiego etapu projektu zespół badawczy pracuje nad opracowaniem kolejnych narzędzi dla badania procesów biochemicznych i hydrodynamicznych w południowym Bałtyku. Należą do nich: produkcja pierwotna i czynniki limitujące ją ilościowo i jakościowo, analiza czasowo-przestrzennej struktury kolumny wody dla badanych parametrów (tj. dla stężenia chlorofilu-a, stężenia rozpuszczonego tlenu (O2) oraz stężenia substancji biogennych, takich jak azotany (NO3), fosforany (PO4) i krzemiany (SiO3) i analiza czasowo-przestrzenna wpływu pola wiatrów na stabilność wzbogacania mikrowarstwy powierzchniowej morza SML w materię organiczną.
Opracowana zostanie także metoda dla analizy czasowo-przestrzennej struktury rozpływu substancji biogennych pochodzących z rzek, automatycznego wykrywania zakwitów sinic, wykrywania obszarów/siedlisk o zdefiniowanych parametrach oraz wykrywania trajektorii elementu/jednostki biernej w warstwie powierzchniowej.
– Serwis CSI-POM, rozbudowany o CSI-POM2, stanowi odpowiedź na problemy występujące w gospodarce morskiej i rybołówstwie, które dotyczą ochrony środowiska i bezpieczeństwa na morzu. Musimy posiadać niezawodne i dokładne narzędzia do obserwowania zmian zachodzących w środowisku morskim. Kluczowe jest tutaj planowanie i ocenianie optymalnych warunków hydrodynamicznych i biochemicznych realizowanych przedsięwzięć, które pozwoli podejmować najlepsze decyzje dla poszczególnych sektorów gospodarki morskiej. Co więcej system usprawni reagowanie w przypadku niebezpieczeństwa na morzu przez służby ratownicze tj. Służba SAR i pozwoli uniknąć strat.
Produkty CSI-POM Etap 1 są dostępne na stronie www.csipom.pl w zakładce PRODUKTY.
Produkty CSI-POM Etap 2 będą dostępne w grudniu 2025 r. na stronie www.csipom2.pl.
Poniżej zaprezentowano przykładowe parametry dla każdego PRODUKTU portalu/serwisu CSI-POM.
Produkt: PARAMETRY HYDRODYNAMICZNE – parametry:
- Temperatura
- Zasolenie
- Prądy
- Poziom morza
Rysunek 2 .Widok okna strony CSI-POM po wybraniu produktu „Parametry hydrodynamiczne” i parametru „Temperatura” oraz daty i głębokości warstwy.
Produkt: ZMIENNOŚĆ CZASOWA – parametry:
- Temperatura
- Zasolenie
- Prądy
- Poziom morza
Rysunek 3 Widok okna strony CSI-POM po wybraniu produktu „Zmienność czasowa”, parametru np. „Temperatura”, okresu czasowego i zaznaczeniu punktu na mapie dla którego został wygenerowany wykres zmienności czasowej.
Produkt: PRZEKROJE PIONOWE – parametry:
- Temperatura
- Zasolenie
- Prąd
Rysunek 4. Widok okna strony CSI-POM po wybraniu produktu „Przekrój pionowy”, parametru np. „Temperatura”, daty i narysowaniu profilu wzdłuż którego został wygenerowany przekrój pionowy.
Produkt: WARSTWY SPECYFICZNE – parametry:
- Szczyt głębokości termokliny
- Szczyt głębokości halokliny
- Szczyt głębokości piknokliny
- Dno głębokości termokliny
- Dno głębokości halokliny
- Dno głębokości piknokliny
- Miąższość głębokości termokliny
- Miąższość głębokości halokliny
Rysunek 5 Widok okna strony CSI-POM po wybraniu produktu „Warstwy specyficzne”, parametru np. „Szczyt głębokości termokliny” i daty.
Produkt: DETEKCJA WIRÓW – parametry:
- Prądy
- Poziom morza
- Gamma 1
Rysunek 6. Widok okna strony CSI-POM po wybraniu produktu „Detekcja wirów” i parametru „Prądy” oraz daty.
Parametry: BEZWŁADNOŚĆ MAS WODNYCH – parametry:
- Trend
- Czas reakcji
- Spiętrzenia
Rysunek 7. Widok okna strony CSI-POM po wybraniu produktu „Bezwładność mas wodnych”, parametru np. „czas reakcji” i daty.
Produkt: DETEKCJA UPWELLINGU
Rysunek 8. Widok okna strony CSI-POM po wybraniu produktu „Detekcja upwellingu” i daty.
Publikacja dofinansowana ze środków budżetu państwa w ramach programu Ministra Nauki pod nazwą „Nauka dla Społeczeństwa” nr NdS/546027/2022/2022, kwota dofinansowania 1 702 130,65 zł, całkowita wartość projektu 1 702 130,65 zł” i „Nauka dla Społeczeństwa II” nr NdS-II/SP/0003/2023/01, kwota dofinansowania 1 996 763.77 zł, całkowita wartość projektu 1 996 763.77 zł”.
