Cyfrowy System Informacji dla polskich obszarów morskich CSI-POM II
Nauka Dla Społeczeństwa II

Wychodząc od globalnego modelu ekosystemu (Moore i in., 2001) oraz bazując na modelu dla Morza Bałtyckiego 3D CEMBS (Dzierzbicka-Głowacka i in., 2013b), zostanie przeprowadzona implementacja części biochemicznej dla Bałtyku Południowego. W ramach projektu określone zostaną czasowo-przestrzenne rozkłady podstawowych parametrów ekosystemu morskiego, tj.: biomasa fitoplanktonu i zooplanktonu, stężenie chlorofilu-a, stężenie rozpuszczonego tlenu (O2) oraz parametry chemiczne, m.in. stężenia substancji biogennych, takich jak azotany (NO3), fosforany (PO4) i krzemiany (SiO3), pozwalające badać strukturę, dynamikę i zmienność procesów biochemicznych w środowisku badanego obszaru morskiego.

Dane z modułu biochemicznego modelu 2 km dla Morza Bałtyckiego 3D CEMBS, działającego w trybie operacyjnym (www.cembs.pl), będą wykorzystane do wyznaczenia warunków brzegowych na granicy woda-woda w modelu biologiczno-chemicznym 3D CEMBS-PolSea. Dane meteorologiczne pobierane będą z numerycznego modelu prognozy pogody UM ICM Uniwersytetu Warszawskiego na mocy współpracy. Ponadto, model 3D CEMBS-PolSea będzie wykorzystywał informacje pochodzące z GIOŚ o dopływach substancji biogenicznych z rzek mających swoje ujście w badanym rejonie i danych o przepływach w tych rzekach z IMGW. Moduł biochemiczny modelu 3D CEMBS-PolSea o wysokiej rozdzielczości poziomej 1/192 stopnia, co odpowiada około 575 m będzie posiadał także moduł asymilacji danych satelitarnych dla powierzchniowego stężenia chlorofilu-a.

Nowatorskim aspektem tego projektu będzie opracowanie, kolejnych, nowych narzędzi, dla badania struktur, dynamiki i zmienności procesów biochemicznych i hydrodynamicznych w południowym Bałtyku, tj.:

1. wyznaczania produkcji pierwotnej i czynników ją limitujących ilościowo i jakościowo;
2. czasowo-przestrzennej analizy struktury kolumny wody dla badanych parametrów, tj. dla stężenia chlorofilu-a, stężenia rozpuszczonego tlenu (O2) oraz stężenia substancji biogennych, takich jak azotany (NO3), fosforany (PO4) i krzemiany (SiO3);
3. czasowo-przestrzennej analizy struktury rozpływu substancji biogennych pochodzących z rzek;
4. automatycznego wykrywania zakwitów sinic;
5. wykrywania obszarów/siedlisk o zdefiniowanych parametrach;
6. trajektorii elementu/jednostki biernej w warstwie powierzchniowej;
7. czasowo-przestrzennej analizy wpływu pola wiatrów na stabilność wzbogacania mikrowarstwy powierzchniowej morza SML w materię organiczną.

Integralną częścią rozbudowywanego Cyfrowego Systemu Informacji o środowisku polskich obszarów morskich będzie wizualizacja wyników i udostępnienie ich społeczeństwu. Rozbudowany w ramach tego projektu system CSI-POM 2, będzie pozwalał na tworzenie map i charakterystyk czasowo-przestrzennych oraz punktowych dla badanych parametrów i procesów biochemicznych. Rezultaty będą prezentowane na portalu internetowym w czasie rzeczywistym oraz w postaci prognoz na najbliższe dwie doby. Będą one informować o aktualnym stanie, nie tylko fizycznym, ale i biochemicznym środowiska oraz możliwości wystąpienia zagrożeń na otwartym morzu i w polskiej strefie przybrzeżnej. Od naukowców, społeczeństwa i państwa wymagany jest również obowiązek ochrony środowiska naturalnego Bałtyku, oraz stosowanie się do obowiązujących międzynarodowych konwencji i regulacji prawnych takich jak Ramowa Dyrektywa Wodna, Dyrektywa Ramowa w sprawie Strategii Morskiej Unii Europejskiej, europejski program monitorowania Ziemi GMES (Global Monitoring for Environment and Security) i inne.

Efektywność badań numerycznych jest nieporównywalnie większa niż efektywność badań terenowych z wykorzystaniem boi, statków czy pomiarów satelitarnych. Wyjaśnia to powszechne w dobie cyfryzacji stosowanie modeli matematycznych i symulacji komputerowych jako nowych metod poznawania praw rządzących światem przyrody. Dotyczy to zwłaszcza zagadnień znajdujących się na styku kilku dyscyplin, co stanowi regułę w badaniach oceanograficznych.

Usługa będzie dostępna w grudniu 2025 roku.