Polscy naukowcy tworzą cyfrowego bliźniaka Morza Bałtyckiego – zaawansowany model komputerowy, który ma na bieżąco odwzorowywać stan akwenu i przewidywać jego zmiany. Projekt połączy dane z pomiarów oceanicznych, satelitów i modeli pogodowych, aby wspierać żeglugę, rozwój morskiej energetyki oraz szybszą reakcję na zagrożenia środowiskowe. 

Monitoring Bałtyku w czasie rzeczywistym

Projekt MERMAID otrzymał ponad 12,5 mln zł dofinansowania od Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, a w jego realizację zaangażowane są zespoły z Uniwersytetu Warszawskiego, Instytutu Oceanologii Polskiej Akademii Nauk oraz Instytutu Budownictwa Wodnego PAN.

Cyfrowy bliźniak to dynamiczny model, który będzie stale zasilany danymi z wielu źródeł – pomiarów oceanicznych, stacji meteorologicznych, satelitów oraz innych systemów monitoringu. Dzięki wykorzystaniu modeli matematycznych system ma tworzyć aktualny obraz sytuacji na Bałtyku oraz przewidywać jej rozwój w kolejnych godzinach. Model będzie analizował między innymi temperaturę wody i powietrza, siłę i kierunek wiatru, ciśnienie atmosferyczne, wysokość fal, prądy morskie oraz ruch mas wody.

Bałtyk 2 i 3: zakończono 4 km przewiertów pod plażą i wydmami dla kabli eksportowych

Technologia dla portów i energetyki

Bałtyk jest stosunkowo niewielkim, płytkim morzem, ale jednocześnie akwenem wymagającym dla żeglugi. Szybko zmieniające się warunki pogodowe, silne sztormy oraz ograniczona głębokość w wielu miejscach sprawiają, że precyzyjne prognozy są szczególnie ważne dla portów i infrastruktury morskiej.

Cyfrowy bliźniak ma wspierać między innymi zarządzanie ruchem statków, planowanie wejść i wyjść jednostek z portów, pracę ekip technicznych obsługujących morskie farmy wiatrowe oraz prowadzenie inwestycji offshore. W przypadku energetyki morskiej dokładne informacje o falowaniu i wietrze mogą decydować o tym, kiedy możliwe jest bezpieczne przeprowadzenie prac serwisowych.

Cyfrowy bliźniak pomoże chronić środowisko Bałtyku

Technologia ma mieć również zastosowanie środowiskowe. W morzach zanieczyszczenia, zmiany temperatury czy zakwity glonów mogą szybko przemieszczać się wraz z prądami. Technologia ma umożliwić lepsze śledzenie procesów zachodzących w Bałtyku, między innymi transportu substancji chemicznych, rozprzestrzeniania się potencjalnych wycieków czy warunków sprzyjających zakwitom sinic. W przypadku awarii, takiej jak wyciek ropy lub innych substancji niebezpiecznych, system może pomóc przewidzieć kierunek przemieszczania się skażenia i wskazać najbardziej zagrożone obszary. Jest to szczególnie istotne dla Bałtyku, który należy do mórz najbardziej obciążonych przez działalność człowieka oraz najszybciej ocieplających się.

Europa już korzysta z cyfrowych bliźniaków oceanów

Najważniejszym przykładem podobnych projektów poza granicami Polski jest inicjatywa Unii Europejskiej Destination Earth, której celem jest stworzenie cyfrowej reprezentacji systemów Ziemi, w tym oceanów, atmosfery i zmian klimatycznych. Projekt wykorzystuje superkomputery oraz ogromne zbiory danych do symulowania procesów zachodzących na naszej planecie.

Swoje cyfrowe modele rozwijają również inne państwa. W Holandii technologie cyfrowych bliźniaków wykorzystywane są do zarządzania ochroną wybrzeża i systemami przeciwpowodziowymi, co ma duże znaczenie dla kraju, którego duża część powierzchni znajduje się poniżej poziomu morza. Norwegia rozwija modele oceaniczne wspierające między innymi przemysł morski, hodowlę ryb oraz monitoring środowiska.

Bariery i wyzwania dla projektu

Stworzenie takiego systemu to jednak ogromne wyzwanie techniczne. Największym problemem może być zapewnienie stałego dopływu danych ze wszystkich czujników na morzu i satelitów. Do tego dochodzą ogromne wymagania sprzętowe – przeliczanie tak wielkiej ilości informacji w czasie rzeczywistym wymaga potężnej mocy komputerów. Trzeba też pamiętać, że Bałtyk bywa nieprzewidywalny, a o niektórych procesach biologicznych wciąż wiemy zbyt mało, by idealnie przewidzieć ich zachowanie.

Prace badawcze zaplanowano na trzy lata. W tym czasie naukowcy będą rozwijać modele matematyczne i testować ich dokładność. Docelowo system ma działać w sposób ciągły, a informacje mają być dostępne dla różnych użytkowników – od administracji i portów po operatorów infrastruktury morskiej.

Zobacz też: Sinice zamykają kąpieliska. Jak sprawdzić aktualne ostrzeżenia nad Bałtykiem?

Źródła: Nauka w Polsce, Trójmiasto.pl, Portal Morski

Fot: Canva

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.