Дальневосточные ученые создали модель океанских вихрей на основе спутниковых измерений

Карты Тихого океана к востоку от Японии

Исследователи из Тихоокеанского океанологического института (ТОИ) ДВО РАН разработали метод численного моделирования океанских вихрей и других структур большого размера на основе спутниковых измерений.

Созданная океанологами модель позволяет многое узнать о вихрях: как рождаются вихри и как погибают, по какой траектории движутся, каков состав воды, которую они несут. Пользуясь этими спутниковыми данными, ученые оценили риски радиоактивного загрязнения разных вихрей в Тихом океане в результате аварии на АЭС "Фукусима" в марте 2011 года.

На рисунке показаны карты Тихого океана к востоку от Японии (март — июль 2011 года). Желтый цвет показывает воду с высоким риском радиоактивного загрязнения. Крупные вихри видны как пятна желтого, красного и синего цветов. Некоторые из них "наматывают" желтую радиоактивную воду. Ромбиками показаны станции, где измерялась концентрация изотопов цезия. Фиолетовые ромбики — высокая концентрация (в сто раз больше фоновой), зеленые ромбики — фоновая концентрация. (Источник: Сергей Пранц)

Ученые используют данные радаров, которые на борту искусственных спутников Земли позволяют с высокой точностью измерять, как изменяется уровень моря, и вычислять с помощью этих данных поле скорости — совокупность векторов скоростей движения воды в вихре на поверхности океана. С помощью них дальневосточные ученые решают на суперкомпьютере уравнения движения для миллионов виртуальных частиц (точек на поверхности океана). Суперкомпьютер не только обрабатывает спутниковые данные, но и рассчитывает различные индикаторы движения, а также ежесуточно выводит информацию в виде цветных карт, которые и позволяют проследить историю жизни каждого крупного вихря в океане. Результаты моделирования совпали с прямыми измерениями концентраций радиоактивных изотопов в Тихом океане в морских экспедициях 2011 и 2012 годов. Из этого следует, что океанологам удалось продемонстрировать эффективность и перспективность разработанной ими модели. Созданный метод позволит в режиме реального времени с помощью спутниковых данных оценить риск радиоактивного загрязнения океана в результате возможных будущих катастроф.

Сергей Пранц, один из сотрудников Тихоокеанский океанологический институт им. В. И. Ильичева и один из создателей этой модели, рассказал: "Работу по моделированию и анализу распространения радиоактивного загрязнения мы начали на следующий же день после аварии на АЭС "Фукусима" и опубликовали первые результаты в июне 2011 году. В той статье мы показали, что опасности проникновения загрязнения в российские воды нет. Тогда мы могли только видеть вихри и предсказывать, как примерно движется вода, а сейчас мы можем подробно описать историю каждого вихря, выяснить происхождение вод, из которых он состоит, и оценить его опасность для живых организмов".


Д. Савинова


Сопутствующие ссылки:

Ссылка на статью: doi:10.5194/os-13-453-2017

Печать

Joomla SEF URLs by Artio