Разработка комплекса Green Jasmine для изучения и прогнозирования состояния экосистем Белого моря

Abstract

Комплекс Green JASMINE предназначен для получения согласованных данных по термогидродинамике и биогеохимическим параметрам Белого моря, количественного выражения потоков вещества внутри водоема и на границе с Баренцевым морем. В качестве термогидродинамического блока используется модель JASMINE, основанная на конечно-элементной модели Северного Ледовитого океана (FEMAO). Модель настроена на условия Белого моря и сопряжена с блоком динамики пелагической экосистемы, в качестве которого применяется итальянская модель BFM. В BFM использован стехиометрический подход для математического описания состояния экологической системы: неизвестными являются концентрации тех или иных элементов в составе различных функциональных групп, таких как, например, диатомовые водоросли, крупный фитопланктон, цианобактерии, бактериопланктон, гетеротрофные жгутиконосцы, растворенное в воде косное органическое или неорганическое вещество. Полный список переменных насчитывает пять десятков, при этом описаны циклы углерода, азота, фосфора, кремния, а также хлорофилл а в составе автотрофных организмов, учитываются растворенный в воде кислород и сероводород. Отмечается адекватное воспроизведение термогидродинамических параметров Белого моря. Качественное модельное распределение хлорофилла а и первичной продукции также в целом соответствует реальной картине его распределения. Разрабатываемый программный комплекс Green JASMINE помогает решать важные задачи, связанные с функционированием экосистем Белого моря. Его особенностью является возможность рассматривать распределение температуры, солености, льда и состояние экосистем в зависимости от сценариев изменения внешних факторов. Функционирует блок переноса примеси, включая перенос нефти, что особенно актуально при моделировании экологических катастроф. Кроме того, комплекс обладает значительной гибкостью и мощным потенциалом для расширения.