Naukowcy z Uniwersytetu Warszawskiego, Instytutu Oceanologii PAN i Instytutu Budownictwa Wodnego PAN opracują cyfrowego bliźniaka Morza Bałtyckiego. Projekt MERMAID, który otrzymał ponad 12,5 mln zł dofinansowania z Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, ma wspierać prognozowanie warunków na morzu, poprawić bezpieczeństwo żeglugi oraz ułatwić zarządzanie infrastrukturą i ochronę środowiska.
Cyfrowy model Bałtyku będzie łączył dane o pogodzie, falowaniu i prądach morskich, by przewidywać rozwój sytuacji nawet z kilkudziesięciogodzinnym wyprzedzeniem. Narzędzie ma znaleźć zastosowanie m.in. w portach, energetyce offshore, administracji morskiej i działaniach ratowniczych.
Powstanie cyfrowy bliźniak Morza Bałtyckiego
Polscy naukowcy rozpoczną prace nad stworzeniem cyfrowego bliźniaka Morza Bałtyckiego – zaawansowanego modelu komputerowego, który będzie odtwarzał i prognozował warunki panujące na morzu. Projekt MERMAID otrzymał ponad 12,5 mln zł wsparcia z Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Liderem przedsięwzięcia jest prof. Piotr Gwiazda z Instytutu Matematycznego PAN oraz Interdyscyplinarnego Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego.
Model będzie integrował informacje dotyczące m.in. temperatury wody i powietrza, siły oraz kierunku wiatru, ciśnienia atmosferycznego, wysokości fal i prądów morskich. Dzięki temu możliwe będzie przewidywanie zmian warunków na morzu i wspieranie decyzji podejmowanych przez użytkowników.
Prognozy dla żeglugi i infrastruktury morskiej
Nowe narzędzie ma odpowiadać na praktyczne pytania dotyczące bezpieczeństwa i planowania działań na morzu. Pozwoli ocenić, czy warunki umożliwią bezpieczne wejście statku do portu, kiedy najlepiej zaplanować prace serwisowe na morskich farmach wiatrowych czy jak mogą rozprzestrzeniać się zanieczyszczenia.
Jak podkreślają twórcy projektu, tradycyjne pomiary prowadzone na morzu są kosztowne i obejmują jedynie wybrane lokalizacje. Model numeryczny pozwoli połączyć rozproszone dane w spójny obraz i tworzyć wiarygodne prognozy.
Bałtyk wymaga dedykowanego rozwiązania
Autorzy projektu zwracają uwagę, że polska część Bałtyku charakteryzuje się specyficznymi warunkami. Długie odcinki piaszczystego wybrzeża, niewielka liczba dużych portów oraz trudne warunki pogodowe sprawiają, że standardowe modele nie zawsze zapewniają odpowiednią dokładność.
Znaczenie takich prognoz będzie rosło wraz z rozwojem infrastruktury na morzu, w tym morskich farm wiatrowych, terminali LNG, portów serwisowych oraz planowanych inwestycji związanych z energetyką jądrową.
Wsparcie dla ochrony środowiska i reagowania na zagrożenia
Cyfrowy bliźniak Bałtyku ma wspierać nie tylko gospodarkę morską, ale również ochronę środowiska. Model umożliwi analizę procesów zachodzących w morzu, takich jak przemieszczanie się zanieczyszczeń, zmiany temperatury wody czy warunki sprzyjające zakwitom sinic.
System może okazać się szczególnie przydatny w sytuacjach kryzysowych, np. podczas wycieków ropy lub innych substancji niebezpiecznych. Szybkie prognozy pozwolą określić kierunek przemieszczania się skażenia i ułatwią planowanie działań ratunkowych.
Superkomputery i sztuka łączenia danych
Jednym z największych wyzwań projektu będzie integracja modelu atmosferycznego z modelem morza oraz połączenie danych pochodzących z wielu źródeł. Do obliczeń zostaną wykorzystane superkomputery oraz doświadczenia Interdyscyplinarnego Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego UW, które od lat rozwija numeryczne prognozy pogody.
Kluczową rolę odegrają metody asymilacji danych, umożliwiające łączenie rzeczywistych pomiarów z wynikami modeli matematycznych. Prognozy będą musiały powstawać szybciej niż rozwijające się zjawiska pogodowe, aby mogły być wykorzystywane operacyjnie.
Dane trafią do użytkowników przez API
Docelowo system ma działać w sposób ciągły i udostępniać prognozy różnym grupom odbiorców. Dane będą dostępne m.in. za pośrednictwem interfejsu API, co pozwoli integrować je z systemami wykorzystywanymi przez administrację morską, porty, operatorów farm wiatrowych czy armatorów.
Realizacja projektu potrwa trzy lata. W tym czasie konsorcjum będzie rozwijać i testować modele oraz przygotowywać pierwsze usługi prognostyczne. Naukowcy podkreślają jednak, że cyfrowy bliźniak Bałtyku będzie rozwijany także po zakończeniu projektu, wraz z napływem nowych danych i rosnącymi potrzebami użytkowników.
Źródło informacji: Fundacja na rzecz Nauki Polskiej
