Поведение океана, оказывается, можно предсказывать, как погоду. О том, как «умные» буи делают рыболовство и путешествия на воде безопаснее, а также о создании «морского интернета вещей», — в материале портала национальныепроекты.рф.
В 2021 году, который является Годом науки и технологий, были определены пять новых научно-образовательных центров мирового уровня (НОЦ). Они создаются по инициативе нацпроекта «Наука и университеты».
Одним из них стал НОЦ «МореАгроБиоТех», расположенный в Крыму. Он объединил Крымский федеральный и Севастопольский государственный университеты. Ученые нового центра будут работать над развитием технологий инновационного судостроения, морского приборостроения, возможностей безэкипажного судовождения, а также новых технологий в области аквакультуры.
Одной из самых перспективных разработок Севастопольского университета являются «умные» морские буи.
Как рассказал порталу главный научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Морские наблюдательные системы» Сергей Мотыжев, в настоящее время мировое океанографическое и гидрометеорологическое сообщество решают очень важную проблему по созданию системы прогноза изменчивости мирового океана, примерно такой, как для погоды. Эти исследования как нельзя лучше укладываются в тематику августа, который посвящен климату и экологии в рамках Года науки.
Задав в такой системе время и координаты, можно узнать температуру и соленость воды, а также будет ли шторм или ветер в любой точке океана через некоторое время. Эти данные полезны не только с точки зрения науки, но и практики, например чтобы обезопасить рыболовецкие судна или мореплавателей во время путешествий, подчеркивает ученый.
Сделать такой «прогноз океана» можно при помощи численного моделирования, рассказывает он. Буйковые измерения, в свою очередь, помогают сделать калибровку этих показателей и проверить их объективность. Буи на поверхности воды и на глубине обновляют информацию в режиме реальном времени.
Данные передаются через спутниковые и наземные каналы связи, а само численное моделирование проводится национальными и международными центрами.
В любой точке Земли
Мотыжев рассказал, что в Севастопольском государственном университете разработана и внедрена в практику сквозная цифровая платформа, позволяющая проводить буйковые измерения и оперативно передавать данные на сушу.
Буи способны работать в необслуживаемом режиме не менее одного года при любых погодных условиях: от тропических широт до Северного полюса. Цифровая платформа полностью отвечает мировым техническим и информационным стандартам и используется в российских и международных проектах по всему океану, включая полярные регионы.
По словам Мотыжева, буйковые измерения производятся с заданным интервалом один час, что помогает обеспечить оперативный контроль.
«В то же время существуют физические явления, изучение которых с таким интервалом недостаточно, — отметил ученый. — Например, зарождение тропических ураганов, когда за короткий промежуток времени падает атмосферное давление, усиливается ветер и разыгрывается сильнейший шторм».
Для изучения таких процессов необходим переход в более частый режим измерений. Это можно делать с помощью буев, которые способны самостоятельно оценивать динамику процесса и путем обмена данных перестраивать режимы измерений в буйковой сети.
Практическое применение
«Умный» буй уже установлен в Чернореченском водохранилище в Севастополе, в 60 метрах от берега. Благодаря ему ученым доступна актуальная информация о температуре, прозрачности и уровне воды с погрешностью 5 см. Данные обновляются с интервалом 30 секунд.
«Создание действенного контроля поступления и расхода воды и, самое главное, прогноза на перспективу дали возможность сохранить подачу воды в город без ограничений, в отличие от других городов Крыма», — рассказал Мотыжев.
Кроме того, в научном центре созданы условия для выпуска экспериментальных партий буев.
«В следующем году должны быть начаты работы по запуску системы оперативных наблюдений в Арктике с помощью вмороженного в лед судна и распределенной буйковой сети вокруг него. В эту сеть будут заложены основы морского интернета вещей», — пояснил ученый.
«Технология считается перспективным инструментом, который найдет применение во многих отраслях экономики и решении различных научных и прикладных задач», — заключил он.