Продукция и обслуживание с учётом меняющегося океана

Судно «Экспедишн», пролив Эррера, Антарктида. По мере того, как изменение климата создаёт больше возможностей для туризма в высоких широтах, возрастает угроза возникновения чрезвычайных экологических ситуаций на море (Источник: В. Граймс, 16 ноября 2018 года).

Прибрежные общины регулярно принимают жизненно важные решения перед лицом экстремальных погодных условий, затопления прибрежных районов и повышения уровня моря. Учёные прогнозируют, что все эти угрозы будут возрастать из-за изменения климата. Мореплаватели полагаются на прогнозы и предупреждения о надвигающихся высоких волнах, сильных ветрах и морском льде и используют информацию о поверхностных течениях и ветрах для повышения эффективности морских перевозок, помогая таким образом снизить загрязнение и выбросы парниковых газов. Прибрежным сообществам требуется метеорологическая и океанографическая информация для подготовки к морским чрезвычайным ситуациям и соответствующего реагирования. Таким образом, очевидно, что краткосрочные прогнозы погоды, метеорологическая и океанографическая продукция и обслуживание, связанные с окружающей средой, а также сезонные, субсезонные и долгосрочные прогнозы климата имеют важное значение для национальной, экологической и экономической безопасности, а также для безопасности жизни и имущества на море и в прибрежных районах. ВМО и национальные метеорологические и гидрологические службы (НМГС) совместно работают над развитием возможностей, технологий и потенциала для предоставления специализированного обслуживания в каждой из этих областей и для всех заинтересованных сторон.

Морские интересы во всём мире зависят от своевременных, точных и актуальных океанографических и морских метеорологических анализов, прогнозов и обслуживания, адаптированных к потребностям принятия решений отдельными лицами и сообществами. Для такого обслуживания требуются объединённые в глобальном масштабе и распределённые усилия при тесном сотрудничестве между океанографическим, морским метеорологическим сообществами и сообществом, занимающимся науками о Земле. Использование спутников, выходные данные моделей океана и численных моделей прогнозирования погоды и климата, системы прогнозирования, а также экспертные знания и опыт на всех уровнях вплоть до местного имеют важнейшее значение в цепочке создания стоимости для морского обслуживания. Также важно всестороннее понимание потребностей пользователей и заинтересованных сторон — судоходства и других видов морской деятельности, туризма и прибрежных сообществ — и того, как они связаны с предоставляемой разнообразной морской продукцией и обслуживанием.

Для решения многих проблем, связанных с изменением климата, и смягчения воздействия человеческой деятельности на систему Земля метеорологические, океанские и климатические сообщества должны скоординировать свои усилия. Тесное сотрудничество внутри этих сообществ позволяет осуществлять инновации и быстро находить решения многих проблем, с которыми сегодня сталкиваются прибрежные сообщества и морские экосистемы.
 

Обслуживание в прибрежных районах и снижение риска бедствий

Прибрежные опасные явления, в том числе связанные с погодой, такие как сильные штормы, экстремальные волны, зыбь, штормовой нагон, повышенный сток рек, и явления геофизического характера, такие как цунами, наносят значительный ущерб людям и окружающей среде, унося тысячи жизней и вызывая перемещение сотен тысяч людей каждый год. Около одного миллиарда человек во всём мире живут на низко расположенных территориях, которые находятся на высоте менее 10 м над уровнем прилива, а около четверти из них живут на территориях, расположенных на высоте менее 1 м над уровнем прилива (Kulp and Strauss, 2019). Невозможно переоценить необходимость в своевременных и надёжных системах заблаговременных предупреждений о многих опасных явлениях (СЗПМОЯ), которые позволили бы этим людям перемещаться в безопасное место по мере приближения опасности.

Особенно опасны для прибрежных сообществ тропические циклоны (см. статью на стр. 95 «Вихревой мир — Тропические циклоны и океан»). Однако именно наводнение, а не ветер является основной причиной человеческих жертв, когда происходят эти экстремальные явления. Сочетание быстро растущего штормового нагона и пресноводного наводнения в результате проливных дождей может вызвать сильное затопление прибрежных районов. Три из четырёх случаев затопления прибрежных районов с самым высоким уровнем смертности за последние 50 лет были вызваны штормовыми нагонами. Самым примечательным является случай, когда предположительно погибло от 300 000 до 500000 человек из-за тропического циклона Бхола в Бангладеш в 1970 году (Cerveny et al., 2017). Хотя затопление прибрежных районов часто связано с тропическими циклонами, оно также может происходить из-за внетропических циклонов, в том числе в покрытых льдом водах, которые могут нанести серьёзный ущерб прибрежной инфраструктуре.

ВМО вводит в эксплуатацию прибрежные СЗПМОЯ в общинах, подверженных риску. Показательный проект по прогнозированию наводнений в прибрежной зоне (ПППНПЗ), развёрнутый в 2009 году (Swail et al., 2019), объединил метеорологические и океанографические наблюдения, такие как уровень моря, океанские волны, ветер, давление и осадки, с гидрологической информацией, такой как уровень и расход воды в реке. В 2019 году на Восемнадцатом Всемирном метеорологическом конгрессе было принято решение продолжить эту работу в рамках Инициативы по прогнозированию наводнений в прибрежной зоне (ИПНПЗ), при этом отдельная просьба со стороны Членов касалась включения цунами. ИПНПЗ, наряду с другими инициативами, такими как Структура слежения за штормовыми нагонами ВМО и скоординированная Глобальная система заблаговременных предупреждений о цунами Межправительственной океанографической комиссии (МОК) ЮНЕСКО, поможет странам создать более широкий потенциал для обеспечения заблаговременных предупреждений о наводнениях в прибрежных районах, внося свой вклад в комплексную СЗПМОЯ в поддержку национальных стратегий и мероприятий по снижению риска бедствий и управлению ими. В последние годы ВМО поддерживает эту деятельность через партнёрство с Международной сетью для СЗПМОЯ (МС СЗПМОЯ) и совместную координацию Глобальной конференции по СЗПМОЯ (см. статью «Наука об океане для обслуживания малых островных развивающихся государств» на стр. 101 и статью «Системы заблаговременных предупреждений о многих опасных явлениях: инициатива по прогнозированию наводнений в прибрежной зоне» на стр. 105).
 

Нефть видна на поверхности Мексиканского залива недалеко от места разлива нефти, последовавшего после аварии на нефтяной платформе Deepwater Horizon 12 мая 2010 года (Источник: НУОА).

Обслуживание для обеспечения безопасности на море

Мировая экономика зависит от безопасного и эффективного движения товаров и пассажиров между портами и от коммерческой деятельности, которая осуществляется в открытом океане и вблизи береговых линий. Чтобы безопасно путешествовать по морю, необходима информация о природных опасных явлениях. Обслуживание по обеспечению безопасности на море относится к деятельности, предпринимаемой для повышения безопасности морских перевозок и других видов деятельности на море и у побережья, независимо от того, связаны ли опасные явления с судоходством или погодой.

Международная морская организация (ИМО) — это учреждение, которое обеспечивает поддержку Международной конвенции ООН по охране человеческой жизни на море (СОЛАС), и на этой основе ИМО и СОЛАС несут ответственность за обеспечение минимальных стандартов безопасности жизни и судов на море. Полномочия ВМО в отношении СОЛАС заключаются в обеспечении того, чтобы Члены ежедневно предоставляли соответствующую метеорологическую и океанографическую информацию относительно безопасности на море для принятия решений морскими судами. ВМО поддерживает НГМС в их роли в качестве авторитетных организаций по предоставлению информации и обслуживанию в области морской метеорологии.

ВМО также поддерживает Глобальню морскую систему связи при бедствии и для обеспечения безопасности (ГМДСС) ИМО через Всемирную службу метеорологической и океанографической информации и предупреждений (ВСМОИП), которая координирует состояние океана, посредством его разделения на 21 определённую зону, называемую МЕТЗОНА. НМГС предоставляют связанную с погодой информацию для обеспечения безопасности на море (ИОБМ ) через ВСМОИП в форме морских предупреждений и прогнозов, передавая их через систему морских радиопередач ВМО. Координаторы МЕТЗОН назначаются правительствами стран, отвечающих за эти МЕТЗОНЫ, для координации предоставления ИОБМ по каждой зоне. Они работают в тесном сотрудничестве со своими коллегами-координаторами НАВАРЕА, которые предоставляют навигационную ИОБМ через Всемирную службу навигационных предупреждений (ВСНП) Международной гидрографической организации (МГО). Это партнёрство между ВМО, МГО и ИМО, а также взаимодействие между координаторами МЕТЗОН и НАВАРЕА и с соответствующими национальными организациями чрезвычайно важны для обеспечения безопасности жизни и имущества на море.
 

Полярные регионы

Прохождение судов вблизи морского льда создаёт уникальные навигационные проблемы. ВМО работает над координацией стандартов, терминологии, форматов обмена и другого инструктивного материала, касающегося продукции и обслуживания в области морского льда и айсбергов. Это поддерживает навигацию, прибрежную и морскую деятельность в условиях морского льда и айсбергов путём мониторинга морского ледового покрова в обоих полушариях. В партнёрстве с Международной рабочей группой по картированию морского льда (МРГКЛ) эксперты ВМО предоставляют технические консультации национальным центрам прогнозирования ледового покрова в Арктике и Антарктике. Через свою сеть экспертов ВМО также поддерживает усилия национальных ледовых служб по предоставлению продукции и обслуживания в соответствии с недавно принятым Полярным кодексом ИМО (2017 год).

ВМО участвует в Форуме по обмену передовым опытом в области судоходства в рамках Программы по защите арктической морской среды (ПАМЕ), координируемом Арктическим советом, в котором ВМО является наблюдателем. Форум поддерживает эффективное и практическое выполнение Полярного кодекса ИМО (2017 года), публикуя информацию, актуальную для всех, кто участвует в безопасном и экологически сбалансированном арктическом судоходстве. Страница ВМО по полярному судоходству, созданная в 2020 году и напрямую связанная с полярным порталом ПАМЕ, действует как единая точка входа для доступа общественности к практической полярной информации, касающейся судоходства и организаций, работающих в полярных районах. Раз в два года в Арктическом, принятом на основе консенсуса, заявлении ВМО об ориентировочном сезонном прогнозе климата и в региональном климатическом обзоре, подготовленном в рамках форумов по арктическому климату, судоходные сообщества также получают информацию о предполагаемой ледовой ситуации в полярные летние и зимние сезоны (см. статью «Скольжение по тонкому льду: вызовы меняющейся Арктики» на с. 86).
 

Реагирование на чрезвычайные ситуации на море

По мере расширения морской деятельности и морских работ возрастает потребность в оперативном обслуживании, в рамках которого предоставляются прогнозы и картирование опасностей/ рисков, связанных с чрезвычайными ситуациями на море, таких как разливы нефти и химикатов.

ВМО признаёт необходимость поддержки стран в поисково-спасательных операциях (ПСО) и в реагировании на чрезвычайные экологические ситуации на море (РЧЭСМ). В рамках ПСО ведётся наблюдение за угрозами для жизни и имущества на море, в то время как РЧЭСМ крайне важно для отслеживания и ограничения пути распространения загрязнителей окружающей среды, таких как разливы нефти и химических веществ в море. Специализированные центры по управлению чрезвычайными ситуациями на море расширяют технические возможности, обмениваются диагностическими и прогностическими данными и обеспечивают координацию обслуживания и информации для удовлетворения требований, определённых Международным агентством по атомной энергии Вредоносное цветение водорослей 11 июля 2019 года, озеро Эри, Великие озёра Северной Америки. (Источник: НУОА) Том 70 (1) – 2021 г. (МАГАТЭ) и ИМО. Усилия ВМО в этой области реализуются через Глобальную систему обработки данных и прогнозирования (ГСОДП), позволяющую понижать масштаб прогнозов с глобального до регионального, национального и местного уровня. Дополнительная ценность местных знаний и опыта на заключительном этапе ГСОДП способствует принятию ключевых решений в области ПСО и РЧЭСМ. (см. статью «Организация очистных работ и ликвидация последствий разлива нефти в Индийском океане» на стр. 109).

 

Вредоносное цветение водорослей 11 июля 2019 года, озеро Эри, Великие озёра Северной Америки. (Источник: НУОА)

Морское климатическое обслуживание

Морское климатическое обслуживание поддерживает широкий спектр деятельности в океане, в частности проектирование и эксплуатацию морских и прибрежных объектов, таких как буровые платформы и атомные станции, а также морские перевозки, рыболовство и регламентирующую деятельность в интересах прибрежных государств для обеспечения безопасности жизни и окружающей среды. Это обслуживание также необходимо для определения уровней риска и уязвимости в качестве основы прогнозирования с учётом воздействий. Климатическое обслуживание обеспечивает исходную базу для обнаружения и установления причин изменения климата для большинства морских переменных, включая волны, уровень моря, температуру поверхности моря, солёность, морской лёд и айсберги.

Волны, вызванные ветром, играют важную роль в динамике прибрежного уровня моря и изменении береговой линии. Будущие изменения климата глубоководных волн (высота, частота и направление), вероятно, затронут около 50% береговых линий мира и могут привести к значительным изменениям в прибрежных океанических процессах и опасных явлениях (Morim et al., 2019). Эти вопросы решаются в рамках поддерживаемого ВМО Скоординированного проекта по волновому климату океана (СПВКО), сфера деятельности которого расширяется за счёт включения глобальной климатологии штормовых нагонов.

Поскольку прибрежные и морские сообщества продолжают сталкиваться с беспрецедентными проблемами вследствие глобальных изменений окружающей среды, возрастает потребность в более глубоком понимании местных, региональных и глобальных изменений природных явлений. Необходимы дальнейшие исследования того, как изменение климата повлияет на интенсивность и частоту явление Эль-Ниньо/Южное колебание (ЭНЮК), возникновение морских волн тепла, особенно в тропических и полярных регионах, интенсивность и частоту вредоносного цветения водорослей (ВЦВ), а также волны и штормовые нагоны в полярных регионах, которые раньше были прикрыты ледяным покровом. ВМО работает над улучшением предоставления морского климатического обслуживания, которое помогает прибрежным и морским сообществам лучше подготовиться к субсезонным и сезонным явлениям, а также разработать продукцию и обслуживание, включающее долгосрочные прогнозы для устранения возникающих угроз.

Точные прогнозы климата имеют первостепенное значение для продовольственной безопасности, особенно для рыболовства. Международная координация сбора и обработки морских и океанских данных, а также подготовка и предоставление пользователям морской и океанской климатической продукции и обслуживания являются приоритетом для ВМО. Оперативное океанографическое обслуживание обеспечивает реанализ океана, который обеспечит доступность глобальных комплектов данных для систем поддержки принятия решений по управлению рыболовством, особенно в отношении воздействия погоды и изменения климата на рыбные ресурсы. В 2012 году ВМО и МОК ЮНЕСКО признали необходимость предоставления климатического обслуживания для океанического рыболовства и индустрии аквакультуры, для разработки продукции и обслуживания, включающего субсезонные, сезонные и долгосрочные прогнозы, что также может привести к расширенным наблюдениям и передаче данных промысловыми судами. Связь между метеорологическими службами, океанографическими учреждениями и региональными органами управления рыболовством важна для установления требований к морской метеорологической и климатической информации. ВМО продолжит эту работу в сотрудничестве с совместно спонсируемой (МОК/ВМО/ЮНЕП/ МНС) Глобальной системой наблюдений за океаном (ГСНО), которая координирует наблюдения, моделирование и анализ морских и океанских переменных для поддержки исследований, оценок и оперативного океанографического обслуживания по всему миру.

Кроме того, ВМО поддерживает климатическое обслуживание рыболовства через региональные климатические центры (РКЦ), например в западной части Южной Америки, где ЭНЮК оказывает большое влияние на популяции рыб (см. статью «Мониторинг ЭНЮК и организация океанографического и климатического обслуживания — роль МНИЦЭН» на стр. 88). РКЦ работают в различных географических районах, где изменчивость и изменение климата явно выражены и где прогнозы имеют решающее значение для поддержки сезонного планирования в местных сообществах. Специально для арктических районов, где океан является критически важным фактором сезонных изменений, была создана сеть арктических региональных климатических центров, а связанный с ней Форум по ориентировочным прогнозам климата в Арктике проводится дважды в год, собирая вместе поставщиков и пользователей климатической информацией в Арктическом регионе для согласования предстоящих осенних и весенних сезонных ориентировочных прогнозов, включающих чёткие прогнозы протяжённости морского льда. Всё это вносит вклад в Информационную систему климатического обслуживания, которая является оперативным стержнем Глобальной рамочной основы для климатического обслуживания.
 

Развитие потенциала и морские компетенции

ВМО уделяет большое внимание наращиванию потенциала морского обслуживания в прибрежных государствах посредством эффективных программ развития и обучения, а также в сотрудничестве с такими партнёрами, как ИМО, МГО и МОК. Организация также повышает осведомлённость общественности и готовность к опасностям в прибрежных сообществах. Примером этого является видео ВМО 2019 года о затоплении прибрежных зон островов Тихого океана, которое включает обучение как по наводнениям, связанным с погодой, так и по цунами, а также по готовности к действиям, которые необходимо предпринять.

С конца 1990-х годов по 2015 год ВМО предлагала сотрудникам НМГС учебные семинары по прогнозированию штормовых нагонов и волнений. Руководство по анализу и прогнозированию волнения (ВМО-№ 702) и Guide to Storm Surge Forecasting (Руководство по прогнозированию штормовых нагонов) (ВМО-№ 1076) послужили основой для этих семинаров.

ВМО ежегодно участвует в совещаниях в рамках более широкой Совместной группы ВМО–ИМО– МОК–МГО–МАМС6–ИМПА7 по развитию потенциала для обсуждения совместных действий и потребностей в области обучения, повышения осведомлённости и развития потенциала, обеспечивая при этом открытое сотрудничество между партнёрами. Помимо обеспечения осведомлённости общественности посредством инноваций в технологии и стремления улучшить метеорологическое обслуживания населения, ВМО расширяет возможности метеорологического обслуживания для предоставления более качественных заблаговременных предупреждений и прогнозов и понимания потребностей своих клиентов в прогнозировании с учётом воздействий.

Когда речь идёт о предоставлении морского обслуживания, во всех регионах мира отмечается существование значительных пробелов. Для решения этой проблемы ВМО разработала уникальный курс, чтобы помочь метеорологическим службам самостоятельно оценить свои морские возможности. Испаноязычный персонал НМГС в Южной Америке был первым, кто принял участие в онлайн-сессии с апреля по июнь 2020 года (три месяца), которая проходила при поддержке Метеорологического агентства Испании (AEMET) и завершилась в июне 2020 года. Г-жа Алисия Сехас, координатор МЕТЗОНЫ Аргентины, отметила, что курс ВМО «был полезен в плане сосредоточения внимания на нескольких аспектах предоставления обслуживания, главный из которых заключается в том, чтобы охватить всех пользователей, потому что мы никогда не будем предоставлять качественные услуги, не зная потребностей наших пользователей». В течение следующих четырёх лет курс будет использоваться по всему миру. Этот курс также частично внесёт свой вклад в Рамочную основу компетенций в области морской метеорологии, одобренную для применения Членами ВМО.
 

Дальнейшие перспективы

По мере того, как мы получаем более чёткое представление о потребностях и проблемах, с которыми сталкиваются пользователи и заинтересованные стороны в прибрежных районах и морском сообществе, ВМО будет продолжать работать с партнёрами над укреплением потенциала Членов для предоставления оперативных прогнозов погоды, океана и климата, одновременно поддерживая безопасное, продуктивное и здоровое состояние океана. В нескольких отчётах, самый последний из которых отчёт ВМО «Состояние климатического обслуживания в 2020 году», подчёркивается необходимость укрепления потенциала Членов для предоставления авторитетных заблаговременных предупреждений для морских и наземных районов. Комплексные системы заблаговременных предупреждений о многих опасных явлениях являются ключевым компонентом адаптации к изменению климата и обоснованных мероприятий по снижению риска бедствий и управлению ими. Структура Глобальной системы оповещения о многих опасных явлениях (ГМАС) ВМО, которая в настоящее время находится в стадии разработки, окажет более качественную поддержку принятию решений морскими и прибрежными сообществами относительно готовности и реагирования, способствуя при этом развитию потенциала.
 

Учебный мультфильм о прибрежном наводнении, помогающий информировать население о том, что надо и что не надо делать при получении заблаговременного предупреждения о наводнении (Источник: ВМО, 2019)

Авторы

Томас Дж. Кафф, председатель Постоянного комитета ВМО по морскому метеорологическому и океанографическому обслуживанию и директор Управления наблюдений Национальной метеорологической службы (США) Национального управления по исследованиям океана и атмосферы (НУОА)

Вэл Суэйл,почётный сотрудник Министерства по окружающей среде и изменению климата Канады

Кристин Бассетт, стипендиат морской программы имени Джона Кнаусса, Управление наблюдений, НУОА

Ян Лиск, Президент Комиссии ВМО по обслуживанию и применениям в областях погоды, климата, воды и соответствующих областях окружающей среды, руководитель партнёрства по борьбе с опасными явлениями, Метеорологическое бюро (Соединённое Королевство)

Сара Граймс,Секретариат ВМО

Йохан Стандер,Секретариат ВМО

Сирил Оноре,Секретариат ВМО

Уилфран Муфума Окиа, Секретариат ВМО

Патрик Пэрриш, Секретариат ВМО

Чжичао Ван,Секретариат ВМО

Литература

Наставление по морскому метеорологическому обслуживанию (ВМО-№ 558), издание 2018 г. — карта обновлена в 2021 г. для веб-сайта ГМССБ

Руководство по анализу и прогнозированию волнения (ВМО-№ 702), издание 2018 г.

Cerveny et al, 2017: WMO Assessment of Weather and Climate Mortality Extremes: Lightning, Tropical Cyclones, Tornadoes, and Hail, Climate Weather and Society. Weather, Climate, and Society, 9, 487-497, doi:10.1175/WCAS-D-16-0120.1.

IHO No. 53, Joint IHO/IMO/WMO Manual on Maritime Safety Information

IMO International Code for Ships Operating in Polar Waters (entered into force, 2017)

IMO International SOLAS Convention (1974), as amended

Kulp, S.A., and B. H. StraussNew elevation data triple estimates of global vulnerability to sea-level rise and coastal flooding. Nat Commun 10, 4844 (2019). https://doi.org/10.1038/s41467-019-12808-z

Morim et al, 2019: Robustness and uncertainties in global multivariate wind-wave climate projections. Nature Climate Change, 9, 711-718, doi: 10.1038/ s41558-019-0542-5.

Swail et al (2019) Early Warnings of Coastal Inundation, WMO Bulletin Vol 68 (2)

WMO (2019) Coastal Inundation - Public Awareness for the Pacific Islands Video (Youtube) WMO (2020) State of the Climate Services Report

WMO-No. 1076 Guide to Storm Surge Forecasting (2011 edition)