Проект посвящен исследованию гидрологических условий рыбного промысла в Норвежском море, где основными объектами являются скумбрия, сельдь и путассу. Цель работы — анализ структуры верхних слоев воды, как главных продуцентов биоты, и разработка методов краткосрочного прогнозирования условий промысла. Используются лагранжево моделирование и статистический анализ для выявления значимых предикторов уловов. Получены данные о мелкомасштабной изменчивости условий нагула рыб, которые игнорируются в текущих подходах к оценке объема вылова. Выводы проекта применимы для повышения точности прогнозов промысловых операций.
Российская Федерация является одним из основных (наряду с Норвегией) рыбодобывающих субъектов Северо-Восточной Атлантики. Рыболовство в основном сосредоточено в Баренцевом и Норвежском морях. Основными промысловыми объектами этих морей являются скумбрия, сельдь, путассу, треска, пикша, палтус, сельдь, мойва, креветка, путассу, зубатки и камбалы. Промысловыми объектами данного исследования являются атлантическая скумбрия, сельдь и путассу. Научная проблема, на решение которой направлен данный проект, заключается в понимании структуры вод верхних слоев, как главных продуцентов биоты, и разработке схем краткосрочного прогнозирования океанографических условий промысла рыб в Норвежском море.
Конкретная научная проблема заключается в том, что в сложившейся практике при обосновании рекомендованных объёмов добычи (вылова) водных биологических ресурсов игнорируется мелкомасштабная (сутки и километры) изменчивость условий нагула рыб и оценка вероятности улова. Концептуальное понимание структуры вод верхних слоев, как главных продуцентов биоты, до сих пор ещё не привело к разработке алгоритмов краткосрочного прогнозирования океанографических условий промысла гидробионтов в данном регионе. Анализ океанографических условий промысла рыб в Норвежском море и разработка алгоритмов краткосрочного прогнозирования является целью проекта. Основой реализации проекта будет лагранжево моделирование гидрологических условий в районе промысла и создание статистической модели с выявлением значимых предикторов для промысла. Рассматриваются вопросы исследования и прогнозирования гидрологических процессов, связанных в той или иной степени с промыслом рыб в рассматриваемом регионе.
В рамках этапа научно-исследовательской работы выполнены следующие задачи, соответствующие поставленным целям проекта:
1. Сформированы массивы данных
Создана база данных, включающая океанографические характеристики Норвежского моря, а также промысловую информацию по ключевым объектам — скумбрии, сельди и путассу. Эти массивы данных послужат основой для статистического анализа и моделирования.
2. Подготовлены программные модули
Разработаны и адаптированы программные инструменты для статистического анализа и лагранжева моделирования, обеспечивающие высокую точность расчетов и интерпретации результатов.
3. Статистический анализ средних полей
Проведен анализ пространственно-временной изменчивости океанографических характеристик, что позволило выделить подрайоны с различными условиями, важными для распределения биоты и формирования уловов.
4. Характеристика течений
Построены карты средних течений в районе исследования, проведен анализ их изменчивости. Это позволило выявить основные транспортные пути водных масс и их влияние на миграцию рыб.
5. Лагранжево моделирование и построение О-карт
Методами лагранжева моделирования созданы карты «происхождения вод» (О-карты), которые характеризуют источники и перемещение водных масс. Эти данные позволяют оценить условия нагула рыб и сформировать базу для прогнозных моделей.
6. Анализ и систематизация промысловых планшетов
Систематизированы данные промысла за различные сезоны 2015, 2016 и 2020 гг. Проведен анализ пространственно-временной изменчивости уловов скумбрии, сельди и путассу, что имеет ключевое значение для оптимизации рыболовства.
Научная и практическая значимость
- Разработанный комплекс методик и анализ данных обеспечивают новый уровень понимания взаимосвязи гидрологических процессов и распределения промысловых объектов.
- Построенные модели и алгоритмы создают основу для разработки краткосрочных прогнозов океанографических условий промысла.
- Результаты исследования могут быть использованы для повышения эффективности рыбного промысла в Норвежском море, а также для рационального управления водными биоресурсами.
В течение 1 этапа опубликовано 14 статей в научных журналах, индексируемых в международных базах научного цитирования (Web of Science Core Collection и (или) Scopus), из них 3 опубликованы в научных журналах первого и второго квартилей. По результатам проекта сделано 23 доклада на ведущих международных научных (научно-практических) конференциях в Российской Федерации и за рубежом, включая выступление на международном симпозиуме в Японии самого младшего исполнителя - Лебедевой Марии https://earth.spbu.ru/news-events/news_3700.html. Софинансирование проекта превышает 50% - Проект "Проведение работ по актуализации и развитию информационного ресурса программно-технического комплекса "Капонир"", ID: 124342478.
В рамках проекта достигнуты ключевые результаты:
1.Сформирована база данных, содержащая океанографические характеристики Норвежского моря и промысловую информацию по скумбрии, сельди и путассу.
2. Разработаны программные модули для статистического анализа и лагранжева моделирования.
3. Выполнен статистический анализ средних полей, выявлены подрайоны с различными условиями, влияющими на распределение биоты.
4. Построены карты течений, проведен анализ их изменчивости и влияния на миграцию рыб.
5. Созданы "О-карты" методом лагранжева моделирования, описывающие происхождение и транспорт водных масс.
6.Систематизированы данные промысловых планшетов, выполнен анализ изменчивости уловов ключевых видов рыб.
Исследование имеет важное значение для России и мира, способствуя экологически устойчивому рыболовству и сохранению биоресурсов.
Руководитель НИР, профессор д.г.н. Т. В. Белоненко (введение, заключение, раздел 1)
Отв. исполнитель, ведущий научный сотрудник, к.ф.-м.н.
М. В. Будянский (раздел 2)
Доцент, к.г.н. И. Л. Башмачников (раздел 2)
Доцент, к.г.н П. В. Лобанова (введение, раздел 1)
Младший научный сотрудник, к.ф.-м.н А. А. Дидов
(введение, раздел 1)
Старший научный сотрудник, к.г.н Н. В. Сандалюк
(введение, раздел 3)
Младший научный сотрудник, к.г.н Е. В. Новоселова
(введение, раздел 2) Инженер-исследователь М. А. Лебедева (введение, раздел 2)
Обоснование междисциплинарного подхода
Реализация данного проекта основывается на междисциплинарном подходе, который объединяет методы и знания из различных научных областей, что позволяет достигать более точных и значимых результатов.
1. Океанология и гидрология
Проект опирается на анализ гидрологических процессов и характеристик водных масс в Норвежском море, включая течения, их изменчивость и "происхождение вод". Эти данные критически важны для понимания среды обитания гидробионтов.
2. Биология и экология морских экосистем
Изучение биологических характеристик ключевых промысловых видов, таких как скумбрия, сельдь и путассу, помогает понять их реакции на изменчивость гидрологических условий. Это важно для разработки моделей уловов и оценки состояния биоресурсов.
3. Математическое моделирование
Лагранжевы модели, статистический анализ и алгоритмы прогнозирования обеспечивают количественный подход к изучению процессов, связанных с миграцией рыб и изменением среды. Модели позволяют прогнозировать краткосрочные изменения и оценивать вероятности уловов.
4. Информационные технологии
Разработка программных модулей для анализа больших данных и построения моделей обеспечивает высокую точность обработки информации, визуализацию данных и удобство интерпретации результатов.
5. Экономика и управление ресурсами
Результаты проекта имеют прикладное значение для повышения эффективности рыбного промысла, управления биоресурсами и обеспечения экологической устойчивости в рыболовстве.
Такой интегративный подход позволяет:
- Создать наиболее полное представление о взаимосвязи океанографических процессов и биологических характеристик.
- Обеспечить научно обоснованные рекомендации для управления водными биоресурсами.
- Разработать инструменты для прогнозирования промысловых условий, повышающие конкурентоспособность российской рыбодобывающей отрасли на международной арене.
Междисциплинарность делает проект уникальным и актуальным, что подтверждается международным признанием результатов и их значимостью для России и глобального сообщества.
Реализация проекта требует объединения усилий из разных отраслей:
1. Наука
Океанологические исследования и математическое моделирование обеспечивают понимание процессов, влияющих на распределение биоресурсов.
2. Технологии
Использование программных модулей и анализа больших данных повышает точность прогнозов и скорость обработки информации.
3. Рыбное хозяйство
Результаты проекта ориентированы на повышение эффективности рыболовства, что способствует устойчивому управлению ресурсами.
4. Экономика
Прогнозирование промысловых условий позволяет минимизировать затраты и повышать рентабельность отрасли.
Межотраслевой подход обеспечивает интеграцию знаний и технологий, что делает проект значимым для науки, экономики и рыболовства.
| Краткое название | GZ-2024 |
|---|
| Акроним | GZ_F_2024 - 1 |
|---|
| Статус | Выполняется |
|---|
| Эффективные даты начала/конца | 1/01/24 → 31/12/24 |
|---|
