Pomiary i obserwacje, będące podstawą prognoz i ostrzeżeń wydawanych dla polskich obszarów morskich i strefy brzegowej, spływają ze stacji rozmieszczonych na wybrzeżu Morza Bałtyckiego. O ile sieć stacji na lądzie jest dość bogata i zróżnicowana pod względem programów pomiarowych, o tyle akwen polskiej strefy ekonomicznej był białą plamą na mapie sieci pomiarowej IMGW-PIB. W 2008 roku zainstalowano pierwszą „stałą” stację na platformie wydobywczej Baltic Beta. W kolejnych latach kontynuowano program rozbudowy sieci opartej na bojach meteorologicznych, a także systemu odpowiedniego wsparcia serwisowego.
AUTOR: Bartosz Zakrzewski, IMGW-PIB/Centrum Hydrologiczno-Meteorologicznej Sieci Pomiarowo-Obserwacyjnej/Zespół Serwisu Morskiego
Baltic Beta znajduje się 73 Mm na północ od przylądka Rozewie. Platforma wydobywcza, należąca do grupy Lotos, stanowi centrum produkcyjne dla złoża ropy naftowej B-3. Pierwsze urządzenia pomiarowe Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej zamontowano w 2008 roku na południowej nodze platformy. Siedem lat później stację pomiarową rozbudowano o dopplerowski prądomierz akustyczny AWAC, który pozwala monitorować prądy morskie i falowanie na akwenie Bałtyku Południowo-Wschodniego. Zainstalowano również radarowy miernik falowania RADAC rejestrujący w czasie rzeczywistym parametry falowania. Dane są przesyłane co godzinę w postaci depesz zgodnych ze standardem dla ASS. Przez kilka lat Baltic Beta pozostawała jedyną stacją IMGW zlokalizowaną na pełnym morzu. W końcu podjęto działania mające na celu rozszerzenie systemu pomiarowego na Bałtyku.
Morskie boje meteorologiczne IMGW-PIB
W 2015 roku w ramach projektu MeteoRisk rozpoczęto budowę instytutowego systemu do pomiarów całorocznych w trybie ciągłym. Bazą dla aparatury monitorującej są boje o konstrukcji stalowej, zakotwiczone za pomocą stałych kotwic (o wadze 3,2 t każda), boi kotwicznych i łańcuchów manganowych. System kotwiczny zapobiega obracaniu się boi pomiarowej i utrzymuje ją na pozycji. Wewnątrz boi zainstalowany jest rejestrator sterujący procesem zapisu i przesyłania danych, modem satelitarny, sterowniki zasilania oraz akumulatory. Na maszcie znajdują się czujniki pomiarowe, lampa nawigacyjna, reflektor radarowy, anteny nadawczo-odbiorcze GPS i Iridium, a także panele fotowoltaiczne i generatory wiatrowe systemu zasilania. System pomiarowy pozwala rejestrować prędkość i kierunek wiatru, ciśnienie atmosferyczne, temperaturę i wilgotność powietrza oraz temperaturę wody. Pozyskane dane zasilają modele meteorologiczne, służą też synoptykom przygotowującym prognozy morskie. Obecnie IMGW dysponuje trzema stałymi bojami na morzu i jedną zapasową na lądzie.
Serwis na morzu
Urządzenia pomiarowe, zwłaszcza na morzu, pracują w niezwykle trudnych warunkach. Narażone są na silną korozję, działanie słonego aerozolu, który jest zabójczy dla układów elektronicznych, czy chociażby sztormy. Żywotność i dokładność aparatury zależy od regularnego serwisowania, którym w IMGW-PIB zajmuje się Zespół Serwisu Morskiego. Dysponuje on szybką łodzią typu RIB, która umożliwia dotarcie w ciągu 3 godzin do poszczególnych boi z najbliższego dla danej lokalizacji portu morskiego. Prace serwisowe muszą być dobrze zaplanowane, ponieważ zmienna aura na Morzu Bałtyckim i krótka, stroma fala sprawiają, że odpowiednie warunki do wykonania przeglądu i niezbędnych napraw zdarzają się rzadko. Dobicie do boi i bezpieczne dostanie się na nią jest możliwe przy fali nie wyższej niż 0,5 m i prędkości wiatru nieprzekraczającej 5 m/s.
Serwis boi przeprowadza się raz na kwartał lub w razie awarii. Podczas prac sprawdzane są wszystkie systemy boi, jej stan techniczny, szczelność komory centralnej, kondycja elementów systemu kotwicznego itd. Serwisy awaryjne zazwyczaj są związane z uszkodzeniami posztormowymi systemu zasilania (wyrwanie paneli fotowoltaicznych, usterka generatorów wiatrowych) lub uszkodzeniami pokolizyjnymi (zniszczenie lub uszkodzenie masztu wraz z zainstalowanymi na nim urządzeniami).
Niezależnie od tego, czy awaria wystąpiła w wyniku sztormu, czy uszkodzenia przez jednostkę pływającą, może to oznaczać konieczność wymiany boi na zapasową. Tego rodzaju operacje są kosztowne, wymagają bowiem wynajęcia statku zdolnego do przewozu lub holowania i przepięcia systemu kotwicznego, a także niełatwe w realizacji ze względu na pogodę. Tak jak przy standardowym serwisie, tak i przy wciąganiu i wodowaniu boi ograniczają nas falowanie i wiatr.
Obecnie liczba kolizji statków z bojami spadła niemal do zera. Znacznie częstsze są uszkodzenia spowodowane sztormami, których liczba i intensywność w ostatnich latach rośnie w następstwie m.in. zmiany klimatu. Pomimo zdarzających się awarii boje pracują nadspodziewanie dobrze. Trafne założenia w procesie projektowania systemu, uwzględniające wymagające warunki pracy na pełnym morzu, oraz późniejsze modernizacje przeprowadzane na bazie doświadczeń z wieloletniej eksploatacji boi zaowocowały stworzeniem niezawodnego i trwałego systemu pomiarów meteorologicznych. Tak dobre wyniki pracy obecnego systemu oraz zapotrzebowanie na szersze spektrum danych daje podstawy do rozbudowy i modernizacji specjalnej sieci pomiarów morskich.
IMGW zbuduje unikalny system pomiarowy
W najbliższych latach w ramach projektu Banku Światowego planowane są dwa zadania, które usprawnią i poszerzą zakres monitoringu Morza Bałtyckiego prowadzone w Instytucie. Pierwszym krokiem będzie rozbudowa systemu pomiarowego prądów morskich i falowania, co pozwoli na lepsze modelowanie i prognozowanie tych parametrów. To zrozumiały krok, falowanie bowiem – jego kierunek, wysokość i częstotliwość – ma zasadniczy wpływ na wszelkie przejawy działalności człowieka na morzu i w strefie brzegowej. Transport, rybołówstwo, energetyka wiatrowa, sport, rekreacja, turystyka i wypoczynek to tylko niektóre z gałęzi gospodarki, dla których wysokiej jakości prognozy morskie mają zasadnicze znaczenie. Aby sprostać tym wymaganiom, zamontowane w strefie głębokowodnej Morza Bałtyckiego boje IMGW zostaną wyposażone w mierniki prądów i falowania. Natomiast od podstaw planowana jest budowa sieci mniejszych boi w strefie płytkowodnej, a także boi dryfujących do okresowych pomiarów falowania.
Do obsługi tak zaawansowanego systemu konieczna będzie odpowiednia jednostka pływająca. Jej projekt i budowa to kolejne zadanie realizowane w ramach projektu Banku Światowego. Ma to być katamaran o wymiarach 17 m x 9 m, którego konstrukcja pozwoli realizować większość niezbędnych prac związanych z obsługą serwisową systemu pomiarów morskich. Katamaran będzie wyposażony przede wszystkim w podnośnik rufowy, umożliwiający unieruchomienie i zintegrowanie serwisowanej na morzu boi ze statkiem, a następnie wykonanie niemal wszystkich napraw na morzu, bez konieczności transportu uszkodzonej czy niesprawnej boi na ląd. Parametry jednostki – autonomia pływania określona na minimum cztery doby, prędkość marszowa na poziomie 15 węzłów i zasięg 400 Mm – pozwolą na swobodny dostęp do wszystkich boi IMGW i zapewnią załodze odpowiedni komfort pracy. W wyposażeniu katamaranu znajdzie się również ramię hydrauliczne umożliwiające obsługę mniejszych boi, które będą transportowane i wodowane z pokładu roboczego. Istotną częścią projektu jest pojazd podwodny niezbędny do inspekcji systemu kotwicznego boi i obsługi czujników falowania rozmieszczonych na dnie.
W pracy na morzu niezależność i dyspozycyjność ludzi oraz sprzętu mają zasadnicze znaczenie dla powodzenia jakichkolwiek operacji morskich. Zadania realizuje się zazwyczaj przy sprzyjających warunkach hydrometeorologicznych, w tzw. oknach pogodowych, które są krótkie, nieregularne i rzadkie. Tymczasem dostępność specjalistycznych jednostek, zdolnych do obsługi boi meteorologicznych, jest na rynku znikoma. Posiadanie własnej przystosowanej do obsługi systemu pomiarowego łodzi pozwoli IMGW realizować większość prac serwisowo-naprawczych i przeglądowych we własnym zakresie – niezależnie od dostępności wykonawców zewnętrznych.
Bartosz Zakrzewski
Absolwent Wydziału Biologii, Geografii i Oceanologii Uniwersytetu Gdańskiego ze specjalizacją w zakresie limnologii. W IMGW-PIB od 2004 roku. Obecnie główny specjalista koordynator Zespołu Serwisu Morskiego w Biurze CHMSPO w Gdyni. Zajmuje się organizacją i realizacją prac związanych z osłoną morską w zakresie utrzymania specjalnego morskiego systemu pomiarowego w ramach Państwowej Służby Hydrologiczno-Meteorologicznej. Skipper łodzi serwisowej „Hydromet”.
