Nauka dla Społeczeństwa. Cyfrowy System Informacji dla Polskich Obszarów Morskich CSI-POM

Zasadniczym celem projektu CSI-POM, realizowanego przez Pracownię Modelowania Procesów Ekohydrodynamicznych Instytutu Oceanologii Polskiej Akademii Nauk w Sopocie w ramach programu „Nauka dla Społeczeństwa”, jest określenie struktur, dynamiki i zmienności czasowo-przestrzennej procesów fizycznych zachodzących w środowisku morskim południowego Bałtyku przy użyciu opracowanych w ramach projektu narzędzi opartych na modelowaniu numerycznym.

Przedmiotem działań jest opracowanie i budowa Cyfrowego Systemu Informacji o środowisku polskich obszarów morskich Bałtyku (CSI-POM) celem wizualizacji wyników modelowych i udostępniania ich w formie map w czasie rzeczywistym i z 48+ godzinną prognozą dla szerokiego grona użytkowników (www.csipom.pl).

Niniejszy projekt stanowi odpowiedź na problemy występujące w gospodarce morskiej, które związane są z potrzebą posiadania niezawodnego i dokładnego narzędzia do obserwowania zmian zachodzących w środowisku morskim.

Należą do nich m.in. działania dotyczące:

planowania i oceniania optymalnych warunków hydrodynamicznych do realizowanych przedsięwzięć,
podejmowania optymalnych decyzji podczas planowania przedsięwzięć w poszczególnych sektorach gospodarki morskiej,
wzrostu bezpieczeństwa i efektywności wykonywanych prac.

Świadome zarządzanie inwestycją, pozwoli uniknąć niepotrzebnych strat i zmian w harmonogramie.

MODEL CEMBS-PolSea

Opracowany i przetestowany, w ramach projektu CSI-POM, trójwymiarowy numeryczny model hydrodynamiczny południowego Bałtyku 3D CEMBS-PolSea określający czasowo-przestrzenne rozkłady parametrów tj. temperatury, zasolenia, prądów i poziomu morza, pozwala badać strukturę, dynamikę i zmienność procesów fizycznych w środowisku badanego obszaru morskiego (Rysunek 1).

struktura Digital Information System for Polish Maritime Areas (CSI-POM) — Rysunek 1. *Struktura Digital Information System for Polish Maritime Areas (CSI-POM)*

Model wysokiej rozdzielczości 3D CEMBS-PolSea, ma rozdzielczość poziomą 1/192 stopnia, co odpowiada około 575 m. W aspekcie pionowym, jest on podzielony na 66 poziomów o miąższości od 5 do 83 metrów. Model posiada także moduł asymilacji danych satelitarnych dla powierzchniowej temperatury morza. Szczegółowy opis modelu wraz z walidacją przedstawiono w artykule Dybowski i inni ( 2024 w czasopiśmie Oceanologia „Resolving submesoscale features using a high-resolution hydrodynamic model for Polish Marine Areas” – w druku)

Nowatorstwem tego projektu (część I) jest 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.

Struktura systemu CSI-POM

W ramach projektu uruchomiony został w pełni działający portal (serwis) CSI-POM. Szczegółowy opis systemu CSI-POM zaprezentowano w artykule Dzierzbicka-Głowacka i inni ( 2024 w czasopiśmie Oceanologia „Digital Information System on the Environment of Polish Maritime Areas—Modeling of Structures and Dynamics of Physical Processes in the Southern Baltic” – w druku).

Portal składa się z dwóch funkcjonalnych części:

Informacyjna – zakładki:
1. START z informacją o tytule i finansowaniu projektu
2. PROJEKT z informacją o projekcie
3. USŁUGI
4. DOKUMENTY
5. AKTUALNOŚCI
6. GALERIA
7. DEKLARACJA DOSTĘPNOŚCI
8. KONTAKT z informacją o wykonawcach
9. PRODUKTY
Usługowa – dostępna w zakładce PRODUKTY z następującymi serwisami będącymi podstawowym produktem zadania:
1. PARAMETRY HYDRODYNAMICZNE
2. ZMIENNOŚĆ CZASOWA
3. PRZEKROJE PIONOWE
4. WARSTWY SPECYFICZNE
5. DETEKCJA WIRÓW
6. BEZWŁADNOŚĆ MAS WODNYCH
7. DETEKCJA UPWELLINGU

Portal dostępny jest pod adresem https://csipom.pl. Zrzut ekranu wyglądu strony głównej portalu z rozwiniętą zakładką PRODUKTY został zaprezentowany na Rysunku 2.

widok okna strony CSI-POM — Rysunek 2. *Widok okna strony CSI-POM*

Poniżej zaprezentowano przykładowe parametry dla każdego PRODUKTU portalu/serwisu CSI-POM.

widok okna strony CSI-POM po wybraniu produktu „Parametry hydrodynamiczne” i parametru „Temperatura” oraz daty i głębokości warstwy. — Rysunek 3. *Widok okna strony CSI-POM po wybraniu produktu „Parametry hydrodynamiczne” i parametru „Temperatura” oraz daty i głębokości warstwy*

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 — Rysunek 4. 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

widok okna strony CSI-POM po wybraniu produktu „Przekrój pionowy”, parametru, np. „Temperatura”, daty i narysowaniu profilu, wzdłuż którego został wygenerowany przekrój pionowy — Rysunek 5. *Widok okna strony CSI-POM po wybraniu produktu „Przekrój pionowy”, parametru, np. „Temperatura”, daty i narysowaniu profilu, wzdłuż którego został wygenerowany przekrój pionowy*

widok okna strony CSI-POM po wybraniu produktu „Warstwy specyficzne”, parametru, np. „Szczyt głębokości halokliny”, i daty — Rysunek 6. *Widok okna strony CSI-POM po wybraniu produktu „Warstwy specyficzne”, parametru, np. „Szczyt głębokości halokliny”, i daty*

widok okna strony CSI-POM po wybraniu produktu „Detekcja wirów” i parametru „Poziom morza” oraz daty — Rysunek 7. Widok okna strony CSI-POM po wybraniu produktu „Detekcja wirów” i parametru „Poziom morza” oraz daty

widok okna strony CSI-POM po wybraniu produktu „Bezwładność mas wodnych”, parametru, np. „Trend”, i daty — Rysunek 8. *Widok okna strony CSI-POM po wybraniu produktu „Bezwładność mas wodnych”, parametru, np. „Trend”, i daty*

widok okna strony CSI-POM po wybraniu produktu „Detekcja upwellingu” i daty — Rysunek 9. *Widok okna strony CSI-POM po wybraniu produktu „Detekcja upwellingu” i daty*

Każdy PRODUKT opatrzony jest ikoną „Info” na górnym pasku. Kliknięcie jej wyświetli informacje o produkcie i jego parametrach (patrz dla przykładu Rysunek 10 .

widok okna strony CSI-POM po wybraniu ikony „Info” dla produktu „Detekcja wirów” — Rysunek 10. Widok okna strony CSI-POM po wybraniu ikony „Info” dla produktu „Detekcja wirów”

Planowane efekty realizacji projektu

Wzrost efektywności pracy przedsiębiorstw;
Wzrost bezpieczeństwa pracy na morzu;
Wzmocnienie własnej kontroli pracy na morzu;
Zrównoważony rozwój gospodarki morskiej;
Wzrost poziomu wiedzy o środowisku południowego Bałtyku;
Ochrona obszarów chronionych i Natura 2000 poprzez edukację społeczeństwa;
Spadek zanieczyszczenia wód;
Nawiązanie sieci współpracy pomiędzy naukowcami a MŚP.

Efektem połączenia wiedzy ze zintegrowanym pakietem narzędzi obejmujących metody matematyczne (w tym modelowanie numeryczne), są prognozy parametrów hydrodynamicznych i procesów fizycznych określających silnie uwarstwioną czasowo-przestrzenną strukturę polskich obszarów morskich Bałtyku.

Opracowany system CSI-POM umożliwia śledzenie warunków hydrodynamicznych, co znacznie ułatwi prognozowanie zagrożeń (jak detekcja wirów morskich, wykrywanie prądu wznoszącego) i działań gospodarczych (jak morska energetyka odnawialna, aktywność transportowo-logistyczna) w polskich obszarach morskich.

Prof. dr hab. Lidia Dzierzbicka-Głowacka

Instytut Oceanologii Polskiej Akademii Nauk

Publikacja dofinansowana ze środków budżetu państwa w ramach programu Ministra Edukacji i 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”.

Data dodania: 22.11.2024 00:00