F. Shawnanggg on Unsplash.

Written by 14:19 Technologie, Trendy

Bezpieczeństwo na morzach i oceanach. Liczą się dane

Na pięćdziesięciu statkach jednego z największych operatorów kontenerowych świata A.P. Møller-Mærsk A/S zainstalowano zautomatyzowane stacje pogodowe AWS do bieżącego gromadzenia danych pogodowych. To kolejny krok w trwającej od 2019 roku współpracy duńskiego giganta z niemiecką narodową służbą meteorologiczną Deutscher Wetterdienst w ramach programu Voluntary Observing Ship. Dzięki wdrożeniu załogi statków będą dostarczać w czasie rzeczywistym precyzyjne i znormalizowane dane wysokiej jakości, które posłużą do przygotowywania dokładniejszych prognoz meteorologicznych na morzu.

Idea globalnego systemu gromadzenia i udostępniania danych pogodowych ma długą historię sięgającą roku 1853. Wówczas Matthew Fontaine Maury z US Navy zorganizował pierwszą międzynarodową konferencję poświęconą meteorologii morskiej (20 lat później w wyniku pierwszego kongresu meteorologicznego powołano do życia WMO), na której przedstawił ujednoliconą metodykę prowadzenia pomiarów na morzu, w tym godzin pomiarów oraz sposobów kodowania depesz pogodowych. Po konferencji wiele krajów zaczęło udostępniać wyniki obserwacji prowadzonych przez załogi swoich flot, a w 1974 roku cały system został ujęty w akcie prawnym, tj. międzynarodowej konwencji o bezpieczeństwie życia na morzu SOLAS.

Równolegle Światowa Organizacja Meteorologiczna (WMO) i Międzyrządowa Komisja Oceanograficzna (MKOl) współpracowały ze społecznością morską w celu wzmocnienia programów obserwacyjnych prowadzonych przez załogi na morzu. Na tej bazie powstał program Voluntary Observing Ship (VOS), opierających się na dobrowolnej współpracy, w ramach którego narodowe służby meteorologiczne rekrutują statki do prowadzenia obserwacji pogodowych. Dane o m.in. ciśnieniu i temperaturze powietrza, temperaturze powierzchni morza, sile i kierunku wiatru czy stanie morza są rejestrowane w dziennikach meteorologicznych i kodowane w znormalizowanym formacie, a następnie przesyłane za pomocą Globalnego Systemu Telekomunikacyjnego WMO do międzynarodowej sieci wymiany danych. Do niedawna raporty VOS przekazywano alfabetem Morse’a do przybrzeżnych stacji radiowych, ale po wdrożeniu Globalnego Morskiego Systemu Bezpieczeństwa i Alarmu (GMDSS) stosuje się tym celu komunikację satelitarną lub radiową.

F. Ian Simmonds, Unsplash.
F. Ian Simmonds, Unsplash.

Rekordową liczbę statków biorących udział w programie VOS odnotowano w latach 1984-1985 – 7,7 tys. jednostek. Następnie zaczęła ona systematycznie spadać – do 5,7 tys. na początku roku 2000 i 2,5 tys. w roku 2021. Dlatego ogłoszenie przez firmę Mearsk, że 300 statków z jej floty wejdzie do programu zostało przyjęte z ogromnym entuzjazmem. Jak tłumaczy Henry Kleta, szef VOS: „Jednym z problemów nękających program w ostatnim czasie jest niestabilność szlaków żeglugowych. Jeszcze 10 lat temu statki pływały tymi samymi stałymi trasami. Dziś jest to bardziej zmienne i utrudnia śledzenie jednostek wspierających nasz system. Drugim problemem jest zmniejszająca się liczebność załóg, co zwiększa obciążenie marynarzy, którzy nie mają czasu na pomiary i obserwacje”.

Dlatego od kilku lat w programie VOS stawia się na automatyczne stacje pogodowe (AWS), które mierzą szereg kluczowych parametrów, jak ciśnienie atmosferyczne, temperaturę czy wilgotność. Pewnym problemem jest wykorzystanie czujników wiatru, które trzeba montować na szczycie masztów i stosować kosztowne systemy okablowania i transmisji danych. Zdaniem Klety to właśnie przekazywanie danych jest jednym z największych wyzwań projektu: „Większość armatorów nie chce, abyśmy łączyli się z ich systemami informatycznymi ze względów bezpieczeństwa, dlatego zawsze staramy się umieścić tam własną komunikację satelitarną. Zbiory danych są przesyłane co godzinę i dystrybuowane do krajowych służb meteorologicznych na całym świecie. Ponieważ systemy AWS przesyłają dane 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, niezależnie od tego, czy statek jest na morzu, czy jest w porcie, przejście na automatyczne obserwacje oznacza ogromny wzrost ilości dostępnych danych”.

Mimo że niektóre informacje – jak prędkość wiatru i wysokość fali – można już uzyskać za pośrednictwem satelitów, to zbiory VOS odgrywają kluczową rolę w potwierdzaniu dokładności danych satelitarnych – pozwalają zweryfikować to, co widzimy z orbity, a tym samym pomagają poprawiać dokładność modeli komputerowych. Co ważniejsze obserwacje VOS obejmują dane, których satelity nie mogą zmierzyć, w szczególności ciśnienie atmosferyczne na powierzchni oceanu. Innym ważnym wskaźnikiem, zwłaszcza w kontekście prognozy huraganów, jest temperatura morza pod powierzchnią. Co prawda jej pomiaru nie prowadzi się w ramach programu VOS, ale dane te pozyskuje się z Światowego Systemu Obserwacji Oceanu (GOOS). Na tym polega siła globalnego partnerstwa monitoringu środowiska, atmosfery i hydrosfery.

Wraz ze wzrostem poziomu wiedzy na temat wpływu oceanów na globalną pogodę, dane zebrane przez VOS i GOOS mogą się okazać niezwykle przydatne przy planowaniu i zarządzaniu rozwojem stref przybrzeżnych – w zakresie np. przewidywania zagrożeń, takich jak fale sztormowe i powodzie. Ponadto stanowią one cenną informację dla małych krajów wyspiarskich, których gospodarki opierają się na szeroko rozumianych zasobach morskich.

Drugim dużym beneficjentem programu VOS jest oczywiście sama branża żeglugowa. Dla firm takich jak Maersk wartość gromadzonych danych jest nie do przecenienia zarówno w kontekście bezpieczeństwa operacji prowadzonych na morzach, jak i rachunku ekonomicznego i możliwości rozwoju. Opierając się na dobrych prognozach pogody, mogą uniknąć niekorzystnych warunków meteorologicznych, podróżować szybciej i zmniejszać swój ślad węglowy dzięki oszczędnościom zużycia paliwa.

Aslak Ross, kierownik ds. standardów morskich w Maersk: „Nie ma wątpliwości, że zmiana klimatu to jedno z największych wyzwań stojących przed globalną gospodarką, które ma wpływ na naszą działalność, a także na społeczeństwa i klientów, którym służymy i z którymi współpracujemy. Jesteśmy dumni, że nasze statki i załogi pomagają naukowcom w lepszym zrozumieniu zagadnień klimatycznych i pogodowych. Jako globalna firma każdego roku przewozimy miliony kontenerów przez oceany, a wyznaczanie warunków pogodowych jest niezwykle ważne dla zapewnienia bezpiecznej podróży. Jeśli zdołamy przyczynić się do poprawy jakości usług prognostycznych, wpłynie to na poziom naszych usług i pomoże osiągnąć cel zerowej emisji gazów cieplarnianych netto w 2040 roku”.

Niestety przeważająca większość armatorów i przedsiębiorstw nie uczestniczy w programie VOS. Ten fakt oraz to, że przemysł żeglugowy nie dociera do wielu regionów oceanów oznacza, iż większość wód morskich pozostaje informacyjną czarną dziurą. Tej luki nie są w stanie wypełnić dane pozyskiwane przez satelity.

Zdaniem Darina Figurskeya z GOOS Ship Observation Team, synoptyka NOAA: „Scentralizowany system, taki jak VOS, nie jest prawdopodobnie w stanie osiągnąć odpowiednio dużego zasięgu. Lepszym rozwiązaniem może być system crowdsourcingowy współpracujący z VOS”. Jako przykład podaje Community Collaborative Rain, Hail and Snow Network (CoCoRaHS), sieć meteorologów-amatorów, którzy rejestrują poziomy opadów – często na swoich podwórkach – za pomocą tanich narzędzi pomiarowych. Sieć, która powstała w Kolorado pod koniec lat 90. w odpowiedzi na lokalne problemy powodziowe, obecnie obejmuje 20 tys. aktywnych obserwatorów w całej Ameryce Północnej. „Wyobraźmy sobie, że podobną liczbę statków moglibyśmy wyposażyć w czujnik ciśnienia, wiatromierz, czy termometr. Pomogłoby to meteorologom lepiej zrozumieć, co się dzieje i uzyskać więcej danych do modeli, a w ten sposób tworzyć jeszcze lepsze prognozy i ostrzeżenia”.

Opracowanie: Rafał Stepnowski

Zdjęcie główne: Shawnanggg | Unsplash

(Visited 108 times, 1 visits today)
Close