Cyfrowy System Informacji dla polskich obszarów morskich CSI-POM
Identyfikator grantu: PT01024
Kierownik projektu: Lidia Dzierzbicka-Głowacka
Realizatorzy:
- Maciej Janecki
- Artur Nowicki
- Dawid Dybowski
- Jaromir Jakacki
- Robert Osiński
Instytut Oceanologii PAN w Sopocie
Sopot
Data otwarcia: 2023-02-02
Streszczenie projektu
Celem projektu jest opracowanie systemu pozwalającego monitorować i prognozować stan środowiska południowego Bałtyku oraz zachodzące w nim zmiany warunków fizycznych i tym samym dostarczyć nowoczesne narzędzie dla efektywnego zarządzania środowiskiem w regionalnej gospodarce morskiej.
W ramach proponowanego projektu nastąpi:
1) implementacja modelu hydrodynamicznego 3D CEMBS-PolSea dla południowego Bałtyku; poprzez: i) zwiększenie rozdzielczości modelu, tj. opracowanie siatki numerycznej (ok. 575 m x 575 m) dla rozpatrywanego obszaru i przygotowanie batymetrii o rozdzielczości zapewniającej wystarczająco szczegółowe odwzorowanie badanego akwenu, ii) przygotowanie pól wejściowych do modelu o wymaganej rozdzielczości, tj. danych meteorologicznych, danych początkowych, danych brzegowych na granicy woda-ląd i woda-woda, iii) kalibrację i weryfikację modelu;
2) opracowanie i budowa nowych narzędzi dla badania czasowo-przestrzennych struktur procesów fizycznych zachodzących w środowisku morskim;
3) opracowanie i budowa Cyfrowego Systemu Informacji o środowisku polskich obszarów morskich CSI-POM.
Nowatorstwem tego projektu będzie opracowanie nowych narzędzi, dla badania struktur, dynamiki i zmienności procesów fizycznych w południowym Bałtyku: i) wyznaczania termokliny, halokliny i piknokliny dla całej domeny modelu, ii) czasowo-przestrzennej analizy struktury kolumny wody dla badanych parametrów, tj. temperatury, zasolenia i prądów; iii) automatycznej detekcji wirów morskich; iv) badania bezwładności mas wodnych przy prognozowanych wymuszeniach wiatrowych, v) automatycznego wykrywania prądu wznoszącego- upwellingu brzegowego.
Integralną częścią Cyfrowego Systemu Informacji o środowisku polskich obszarów morskich będzie wizualizacja wyników i udostępnienie ich społeczeństwu. Opracowany w ramach tego projektu system CSI-POM będzie pozwalał na tworzenie map i charakterystyk czasowo-przestrzennych oraz punktowych dla badanych parametrów i procesów. Wyniki te będą prezentowane na portalu internetowym w czasie rzeczywistym oraz w postaci prognoz na najbliższe dwie doby. Będą one informować o aktualnym stanie środowiska oraz możliwości wystąpienia zagrożeń na otwartym morzu i w polskiej strefie przybrzeżnej. Od naukowców, społeczeństwa i państwa wymagany jest również obowiązek ochrony środowiska naturalnego Bałtyku, oraz stosownie się do obowiązujących międzynarodowych konwencji i regulacji prawnych takich jak Ramowa Dyrektywa Wodna, Dyrektywa Ramowa w sprawie Strategii Morskiej Unii Europejskiej, europejski program monitorowania Ziemi GMES Global Monitoring for Environment and Security i inne.
Istnieje wiele grup społecznych, do których skierowany jest proponowany projekt. Głównym i bezpośrednim celem jest aby proponowane przez nas działania były środkiem do przekonania zainteresowanych związanych z gospodarką morską, do współpracy oraz korzystania z narzędzi, umiejętności i wiedzy dostarczanej przez naukowców.
Ogromne koszty prowadzenia pomiarów in situ i pozyskiwania danych satelitarnych, niezbędnych dla dokładniej diagnozy stanu środowiska morskiego w czasie rzeczywistym, powodują ,że przedsięwzięcie to jest niemal niemożliwe są do wykonania. Na rynku polskim brakuje takich rozwiązań, które dają możliwość na równoczesną diagnozę nie tylko podstawowych parametrów hydrodynamicznych, ale i procesów fizycznych zachodzących w toni wodnej. Skłoniło to kierownika projektu i jej zespół do podjęcia badań naukowych w tym zakresie. Przewidujemy przeprowadzenie w ramach projektu badań społeczno-gospodarczego zapotrzebowania na system CSI-POM poprzez analizę rynkową, która dostarczy informacji o potrzebie istnienia cyfrowego systemu informacji o stanie środowiska morskiego i warunkach hydrodynamicznych polskich obszarów morskich dla szerokiego grona odbiorców.
System CSI-POM pozwoli na sprawne diagnozowanie, monitorowanie i prognozowanie stanu środowiska południowego Bałtyku pod względem warunków fizycznych, tj. parametrów określających procesy zachodzące w warstwie powierzchniowej badanego akwenu i jego silnie uwarstwioną strukturę pionową, jak i ich dynamikę i zmienność, co jest niezbędnym czynnikiem w zarządzaniu gospodarką morską i regionalną.
Proponowany system CSI-POM ma być pomocnym, łatwo dostępnym narzędziem, stosowanym dodatkowo oprócz specjalistycznych, pomiarowych urządzeń elektronicznych dla ułatwienia codziennej pracy ludzi związanych z morzem. Informacje o stanie wód pozyskane z systemu CSI-POM pomogą kapitanowi i załodze we właściwej nawigacji, logistyce prac morskich np. eksploatacyjnych, energetycznych, a także organizatorom imprez sportowych, na trafne podejmowanie decyzji i maksymalne wykorzystanie możliwości panujących w danych warunkach hydrodynamicznych.
W ramach proponowanego projektu nastąpi:
1) implementacja modelu hydrodynamicznego 3D CEMBS-PolSea dla południowego Bałtyku; poprzez: i) zwiększenie rozdzielczości modelu, tj. opracowanie siatki numerycznej (ok. 575 m x 575 m) dla rozpatrywanego obszaru i przygotowanie batymetrii o rozdzielczości zapewniającej wystarczająco szczegółowe odwzorowanie badanego akwenu, ii) przygotowanie pól wejściowych do modelu o wymaganej rozdzielczości, tj. danych meteorologicznych, danych początkowych, danych brzegowych na granicy woda-ląd i woda-woda, iii) kalibrację i weryfikację modelu;
2) opracowanie i budowa nowych narzędzi dla badania czasowo-przestrzennych struktur procesów fizycznych zachodzących w środowisku morskim;
3) opracowanie i budowa Cyfrowego Systemu Informacji o środowisku polskich obszarów morskich CSI-POM.
Nowatorstwem tego projektu będzie opracowanie nowych narzędzi, dla badania struktur, dynamiki i zmienności procesów fizycznych w południowym Bałtyku: i) wyznaczania termokliny, halokliny i piknokliny dla całej domeny modelu, ii) czasowo-przestrzennej analizy struktury kolumny wody dla badanych parametrów, tj. temperatury, zasolenia i prądów; iii) automatycznej detekcji wirów morskich; iv) badania bezwładności mas wodnych przy prognozowanych wymuszeniach wiatrowych, v) automatycznego wykrywania prądu wznoszącego- upwellingu brzegowego.
Integralną częścią Cyfrowego Systemu Informacji o środowisku polskich obszarów morskich będzie wizualizacja wyników i udostępnienie ich społeczeństwu. Opracowany w ramach tego projektu system CSI-POM będzie pozwalał na tworzenie map i charakterystyk czasowo-przestrzennych oraz punktowych dla badanych parametrów i procesów. Wyniki te będą prezentowane na portalu internetowym w czasie rzeczywistym oraz w postaci prognoz na najbliższe dwie doby. Będą one informować o aktualnym stanie środowiska oraz możliwości wystąpienia zagrożeń na otwartym morzu i w polskiej strefie przybrzeżnej. Od naukowców, społeczeństwa i państwa wymagany jest również obowiązek ochrony środowiska naturalnego Bałtyku, oraz stosownie się do obowiązujących międzynarodowych konwencji i regulacji prawnych takich jak Ramowa Dyrektywa Wodna, Dyrektywa Ramowa w sprawie Strategii Morskiej Unii Europejskiej, europejski program monitorowania Ziemi GMES Global Monitoring for Environment and Security i inne.
Istnieje wiele grup społecznych, do których skierowany jest proponowany projekt. Głównym i bezpośrednim celem jest aby proponowane przez nas działania były środkiem do przekonania zainteresowanych związanych z gospodarką morską, do współpracy oraz korzystania z narzędzi, umiejętności i wiedzy dostarczanej przez naukowców.
Ogromne koszty prowadzenia pomiarów in situ i pozyskiwania danych satelitarnych, niezbędnych dla dokładniej diagnozy stanu środowiska morskiego w czasie rzeczywistym, powodują ,że przedsięwzięcie to jest niemal niemożliwe są do wykonania. Na rynku polskim brakuje takich rozwiązań, które dają możliwość na równoczesną diagnozę nie tylko podstawowych parametrów hydrodynamicznych, ale i procesów fizycznych zachodzących w toni wodnej. Skłoniło to kierownika projektu i jej zespół do podjęcia badań naukowych w tym zakresie. Przewidujemy przeprowadzenie w ramach projektu badań społeczno-gospodarczego zapotrzebowania na system CSI-POM poprzez analizę rynkową, która dostarczy informacji o potrzebie istnienia cyfrowego systemu informacji o stanie środowiska morskiego i warunkach hydrodynamicznych polskich obszarów morskich dla szerokiego grona odbiorców.
System CSI-POM pozwoli na sprawne diagnozowanie, monitorowanie i prognozowanie stanu środowiska południowego Bałtyku pod względem warunków fizycznych, tj. parametrów określających procesy zachodzące w warstwie powierzchniowej badanego akwenu i jego silnie uwarstwioną strukturę pionową, jak i ich dynamikę i zmienność, co jest niezbędnym czynnikiem w zarządzaniu gospodarką morską i regionalną.
Proponowany system CSI-POM ma być pomocnym, łatwo dostępnym narzędziem, stosowanym dodatkowo oprócz specjalistycznych, pomiarowych urządzeń elektronicznych dla ułatwienia codziennej pracy ludzi związanych z morzem. Informacje o stanie wód pozyskane z systemu CSI-POM pomogą kapitanowi i załodze we właściwej nawigacji, logistyce prac morskich np. eksploatacyjnych, energetycznych, a także organizatorom imprez sportowych, na trafne podejmowanie decyzji i maksymalne wykorzystanie możliwości panujących w danych warunkach hydrodynamicznych.