Forudsigelse af havet:Forbedret prognose og indsigt for Middelhavet og Sorte hav

Havprognosører står over for udfordringen med at forudsige et meget komplekst og konstant skiftende havmiljø ved at anvende havforskning, viden og teknologiske færdigheder til at producere forudsigelser af havets tilstand.

Driftsprognoser leveres dagligt i næsten realtid og er afhængige af numeriske modelkørsler for at forudsige, hvordan havet vil ændre sig over tid og rum ved hjælp af ligninger, der beskriver en række forskellige havprocesser, herunder interaktioner med bølger, atmosfære og land. Oceanprognoser giver forudsigelser om mange aspekter af det blå hav, inklusive havtemperaturen, saltindhold, strømme, havoverfladen, tidevand. Havobservationer, både fra in situ og satellitobservationssystemer, bruges til at producere omfattende analyser af havet, der bruges som starttilstand for havprognosemodellerne.

Sådanne oplysninger bruges til at bygge tjenester og applikationer til at understøtte samfundsaktiviteter og Blue Growth på en bæredygtig måde, såsom:støtte sikre maritime operationer, herunder stormflods- og cyklonforudsigelser, Søg og Red, navigation, olieudslip nødhåndtering; levere regelmæssig information til industrielle og private applikationer, beskyttelsesorganer, kystteknik, fiskeri og turisme; støtte implementering af havstrategirammedirektivet (MSFD).

Inden for denne ramme, CMCC bidrager til Copernicus Marine Environment and Monitoring Service (CMEMS), til levering af regelmæssig og systematisk information om det blå hav i Middelhavet og Sortehavet. Det opererer med sine produktionsenheder, der hver dag leverer operationelle havprodukter-10-dages prognose-for de væsentlige variabler, implementering af state-of-the-art modelleringsrammer for hydrodynamik og dataassimilering gennem service- og systemudviklingsprogrammer, hvis formål er at løse fysiske træk ved både regionale hav for at forbedre nøjagtighed og kvalitet. I øvrigt, i denne sammenhæng, CMCC sikrer de løbende opgraderinger af modelleringssystemerne til brugernes fordel ved de årlige opdateringer af servicekataloget.

En nylig opgradering af CMEMS -kataloget for Middelhavet og Sortehav er blevet udført begyndende i maj 2021. Realiseret af et team af forskere ved CMCC Foundation, det er resultatet af et synergisk samarbejde mellem CMCC OPA - Ocean Predictions and Applications og ODA - Ocean modellering og Data Assimilation divisioner, der samarbejder om i driften at overføre resultaterne af den anvendte forskning inden for numerisk havmodellering og dataassimilering.

Mediterranean Sea Physics (Med-PHY) er en del af Mediterranean Monitoring and Forecasting Center (MED-MFC). Opgraderingen af ​​Middelhavsanalyse- og prognosesystemet i maj 2021 omfatter repræsentation af flodbølger. På trods af tidevand med en begrænset amplitude i Middelhavsområdet, deres interaktion med Middelhavets komplekse dynamik repræsenterer en afgørende og vigtig udfordring, der skal modelleres.

En omfattende validering af det nye system blev udført, og de vigtigste resultater er angivet her.

Det opgraderede modelleringssystem tillod også at forbedre repræsentationen af ​​ekstreme hændelser, såsom medicanen Ianos, en tropisk Middelhavs-lignende cyklon, der påvirkede Det Ioniske Hav og Grækenland 17.-20. september 2020. Medicanudviklingen blev klart fanget af modellen, ved hjælp af øget havniveau, overfladestrømme og nedsat overfladetemperatur langs vejen mod de græske kyster. I øvrigt, modellen var i stand til at fange ~ 20 cm stigning i havniveauet ved Katakolo tidevandsmåler på den græske kyst, med kun en lille undervurdering på sit højeste.

Black Sea Physics (BS-PHY) er en del af Black Sea Monitoring and Forecasting Center (BS-MFC). Den nylige opgradering af Sortehavets analyse- og prognosesystem til levering af nærrealtidsprodukter (BS-PHY NRT-system) omfatter mange innovative aspekter:

1. et nyt rumligt domæne på omkring 2,5 km i vandret og højere opløsning i lodret retning:det omfatter Bosporus -strædet og en del af Marmarahavet;
2. implementering af laterale åbne grænsebetingelser gennem Marmarahavet for bedre at løse Bosporusstrædet dynamik og følgelig Sortehavets cirkulation og fysiske processer;
3. den forbedrede repræsentation af floder, med fokus på Donau-floden, bedre at repræsentere deltaets særegenheder og dets rolle i at styre de fysiske processer i bassinskala;
4. opgraderingen af ​​dataassimileringsskemaet til det nye højopløsningssystem til assimilering af observationer i næsten realtid - in-situ temperatur- og saltholdighedsprofiler, havniveau langs spor satellitdata og havoverfladetemperatur fra satellit, leveret af CMEMS Thematic Assembly Centre (TAC'er).

Marmarahavet forbinder fysisk Middelhavet og Sortehavet gennem Dardanellerne og Bosporusstrædet:fra modelleringssynspunkt, dens rolle som optimal grænseflade mellem de to regionale have er blevet repræsenteret af en ny implementering af en model med meget høj opløsning, baseret på Shyfem, kaldet Unstructured Turkish Strait Systems (UTSS):det giver for første gang månedlige klimatologiske laterale åbne grænseforhold til Sortehavet gennem Marmarahavets kasse (temperatur, saltindhold, havets overfladehøjde og hastigheder). Detaljer om systemet og de videnskabelige kvalifikationer er her.

Hvem er slutbrugerne af disse prognoser, og hvordan hjælper disse produkter dem?

Den brugerdrevne karakter af denne serviceorganisation fremmer visionen om at sikre fordelen for større brugere og for vigtige målapplikationer såsom:håndtering af olieudslip, industrielle og private applikationer, Rammedirektiv for havstrategi (MSFD), planlægning af naturbaserede løsninger, maritime ruter optimering, havneforvaltning, og overvågning af klimatendenser.

Med-PHY NRT-produktet downloades bredt og er produktet med det største antal brugere blandt de regionale CMEMS-produkter (mere end 150 brugere i løbet af sidste måned). Næsten 50 % af brugerne er fra den akademiske sektor, mens brugere fra den offentlige sektor og den erhvervsmæssige/private repræsenterer næsten 25 % hver. Data bruges mest til videnskabelig forskning (mere end 50%), men også til træning og undervisning, kommerciel brug og offentlig service.

Ved udgangen af ​​2020, et antal på 40 aktive brugere har downloadet BS-PHY NRT-produkter. Ydelsesområdet omfatter erhvervs-/private virksomheder, Akademi og offentlige sektorer. Applikationer, der bruger BS-PHY-produkter, bruges hovedsageligt til videnskabelig forskning og til den kommercielle sektor, som viser, hvor progressivt markedet i Sortehavslandene tiltrækker Blue Growth-initiativet.

Sådanne opmuntrende statistikker i brugen af ​​begge produkter understøttes også af en meget robust service, der sikrer et minimum af hændelser/fejl takket være en meget streng serviceovervågning og support til produktionsenheder.