Информационно-справочная система «Режим и

Метеорология и гидрология. 2010. № 5. – С. 71-74.
Информационно-справочная система «Режим и изменчивость состояния
ледяного покрова дальневосточных морей»
И.Д. Ростов, В.В. Плотников, В.И. Ростов, Н.М. Вакульская
Практически все виды хозяйственной деятельности на дальневосточных (Японское,
Охотское, Берингово) морях, а также решение ряда задач долгосрочных
гидрометеорологических прогнозов в регионе во многом зависят от знания ледовой
обстановки и возможности ее прогнозирования. Последнее диктуется тем, что ледяной
покров, образующийся вследствие сложных механизмов взаимодействия атмосферы и
океана, в свою очередь, существенно влияет на формирование климата и погоды,
термического режима вод, изменение течений и другие гидрометеорологические
процессы. Интерес к анализу эволюции ледовых условий подчеркивается еще и
широко обсуждаемым вопросом о тенденциях изменения климата. Учитывая, что
ледяной покров является наиболее инерционным объектом – неким индикатором,
отражающим влияние значительного комплекса гидрометеорологических факторов, то
пристальное внимание к эволюции ледовых условий морей дальневосточного региона,
особенно их многолетней изменчивости, становится весьма понятным [2].
За несколько последних десятилетий опубликовано значительное количество
работ, связанных с вопросами изучения ледового режима и проблемами прогноза
ледовых условий на дальневосточных морях. Составлены автоматизированные архивы
данных многолетних наблюдений, атласы льдов, хронологические таблицы
ледовитости, разработаны рекомендации по учету ледовых условий для обеспечения
безопасности мореплавания (Алдошина Е.А., Баталин А.М., Крындин А.Н., Плотников
В.В., Полякова А.М., Якунин Л.П. и др.). Однако большинство этих материалов и
изданий находится на хранении в ведомственных архивах и библиотечных фондах, а
некоторые стали библиографической редкостью и недоступны широкому кругу
исследователей и потенциальных потребителей.
В последние годы в результате повсеместного применения новой вычислительной
техники, развития телекоммуникаций и применения новых информационных
технологий (ИТ) решены многие важные проблемы накопления и интеграции больших
объемов массивов данных наблюдений, обеспечения доступа пользователей к этой
информации и эффективного использования информационных ресурсов. В
современных
условиях
значительный
интерес
представляют
предметноориентированные информационно-справочные и информационно-аналитические
системы, содержащие не только данные наблюдений, но и пользовательские
программные средства обработки, моделирования и визуализации данных, а также
специально отобранную и обработанную библиографическую и фактографическую
информацию о морской среде и ледовых условия региона, рассредоточенную по
многочисленным источникам, архивам и базам данных. Такие информационные
системы (ИС) и тематические ГИС становятся принципиально важными для практики и
развития различных областей знаний о природе Мирового океана [3].
В настоящее время на Интернет сайтах некоторых, прежде всего
дальневосточных организаций, содержится весьма общая фактографическая,
аналитическая и прогностическая информация по режиму и изменчивости состояния
ледяного покрова морей региона (обзорные карты спутниковых наблюдений,
оперативные анализы и прогнозы ледовой обстановки, прогнозы положения кромки
льдов). Среди них сайты:
- Центра коллективного пользования регионального спутникового мониторинга
окружающей среды ДВО РАН http://satellite.dvo.ru/ (прием, первичная обработка,
распространение и хранение изображений).
- Дальневосточного регионального научно-исследовательского института
http://rus.ferhri.ru/esimo/applications/app_frc_iceb.php# (карты прогноза положения кромки
льда).
- Приморского территориального управления по гидрометеорологии и мониторингу
природной среды http://www.primpogoda.ru/ (обзорные анализы и прогнозы).
В некоторых организациях (ТИНРО-Центр, СахНИРО, ХабарРЦПОД, ТОИ ДВО
РАН и др.) получили распространение корпоративные ГИС и базы данных,
аккумулирующие спутниковую информацию о ледовых условиях. Однако комплексные
специализированные ИС, содержащие средства доступа к систематизированным
архивным данным многолетних наблюдений над параметрами ледовых характеристик,
обобщенную табличную, графическую и текстовую информацию об особенностях
развития процессов и характеристиках ледового режима в регионе остаются
недоступными для исследователей и потребителей.
К основным характеристикам, достаточно детально отражающим состояние
ледяного покрова и наиболее часто используемым при анализе ледовых условий,
относятся ледовитость, сплоченность (доля площади некоторого района, занятая
льдами различных видов), возраст (толщина льда), формы (размеры льдин),
торосистость и в несколько меньшей мере заснеженность, а в весенний период –
разрушенность льда. При этом получение эффективных оценок ледовых условий, их
пространственно-временной изменчивости, а также решение проблемы ледовых
прогнозов, возможно только при условии полноты архива ледовой информации.
Многоцелевое
использование
обобщенной
и
справочно-аналитической
информации о состоянии морской среды и изменчивости ледовых условий региона
широким кругом потребителей разного уровня определяет необходимость создания
тематических (проблемно-ориентированных) региональных ИС на основе общих
концепций построения подобных информационно-справочных систем [1]. В ходе
выполнения работ по проектам создания Единой системы информации об обстановке в
Мировом океане (ЕСИМО http://oceaninfo.ru/) ФЦП «Мировой океан» в ТОИ ДВО РАН
реализован один из вариантов комплексной Интернет-ориентированной ИС по ледовым
условиям Берингова, Охотского и Японского морей, состоящей из трех региональных
блоков. Анализ современных ИС и ИТ позволил сделать выбор в пользу
распределенной программно-технологической среды разработки и клиент-серверной
архитектуры разрабатываемых программных средств подготовки и распространения
обобщенной и справочно-аналитической информации [3]. ИС включает в себя
совокупность исходных данных и обобщенных результатов многолетних исследований
ледовых параметров, представленных в виде табличных, графических и текстовых
материалов. Она состоит из информационных разделов, электронного атласа, архива
данных наблюдений и пользовательских программных средств для работы в среде
Интернет.
Информационный блок содержит следующие сведения:
- Источники данных, способы организации и структура архива.
- Описание методов анализа и прогнозирования характеристик ледового режима.
- Общая характеристика ледового режима. Основные черты развития ледовых
процессов.
- Распределение сплоченности льда, возрастных видов льда и форм льда.
- Межгодовая и сезонная изменчивость ледовых параметров.
- Описание результатов совместной типизации элементов ледяного покрова и
влияющих на него метеорологических факторов.
Архив данных содержит материалы многолетнего ряда наблюдений над
характеристиками:
- Сплоченность преобладающего вида льда.
- Возраст (толщина) преобладающего льда.
- Формы преобладающего льда.
- Торосистость льда.
- Заснеженность льда.
Исходной информацией при создании автоматизированного архива данных о
ледовых условиях дальневосточных морей послужили [2]:
- Карты ледовых авиаразведок над дальневосточными морями.
- Спутниковые изображения ледяного покрова, получаемые с ИСЗ различных
поколений.
- Гидрометеорологические ежемесячники (ежегодники) по дальневосточному
региону,
содержащие данные прибрежных гидрометеорологических станций и
постов.
В
качестве
дополнительной
информации
привлекались
прибрежные
радиолокационные и вертолетные наблюдения за льдом, попутные судовые
наблюдения, сведения, получаемые при исследованиях на ледовых полигонах, и т.д.
Все имеющиеся данные наблюдений были систематизированы по квадратам и
декадам за период 1961-2004 гг. В настоящее время проводится пополнение архива.
Программные средства обеспечивают возможность доступа к данным архива и
визуализации всей доступной информации на дискретных картах переменного
масштаба в динамическом режиме по запросу пользователя (см. рис.).
Рисунок - Примеры выборки и графического отображения архивных данных по
ледовитости Берингова, Охотского и Японского морей по запросу пользователя (в
оригинале – цветовая палитра в баллах).
Карты формируются в главном окне меню и снабжены шкалой цветности по
градации в баллах для каждой характеристики. Разработка системы выполнена по
принципу «модульности», который позволяет совершенствовать продукт в процессе
эксплуатации. Вновь поступающая или пропущенная информация легко вводится в
систему.
Составные блоки ИС для каждого из морей размещены на странице сайта
http://pacificinfo.ru/climate/, дополняющей перечень других информационных продуктов
по смежным вопросам океанографии и состояния морской среды региона
http://pacificinfo.ru/cdrom/.
Литература
1. Воронцов А.А., Белинских А.Л., Олейников С.А. Подход к проблемам создания
электронных справочных пособий по морской природной среде с применением новых
информационных технологий в рамках ЕСИМО. - Электронный журнал "Новости
ЕСИМО", Обнинск, ВНИИГМИ-МЦД, 2003, вып. 14 (доступно из URL:
http://oceaninfo.ru/news/news14.htm#st5).
2. Плотников В.В. Изменчивость ледовых условий дальневосточных морей России и их
прогноз. – Владивосток, Дальнаука, 2002, 172 с.
3. Ростов И.Д., Пан А.А., Ростов В.И., Дмитриева Е.В., Рудых Н.И., Гаврев А.И. Базы
данных и информационные системы по океанографии ТОИ ДВО РАН для поддержки
научных исследований и морской деятельности в Дальневосточном регионе. - Вестник
ДВО РАН, 2007, вып. 4, с. 85-94.