Специалисты из СПбГУ, Тихоокеанского океанологического института ДВО РАН и ООО «МОРИНФО» разработали инновационный подход к исследованию районов промысла скумбрии. Предложенный метод является универсальным и позволит выявлять признаки скоплений не только скумбрии, но и других промысловых рыб в различных водоемах. Материалы исследования, выполненного при финансовой поддержке гранта СПбГУ, были опубликованы в научном журнале Fisheries Oceanography. Некоторая часть представленной работы была подготовлена в процессе написания выпускной квалификационной работы магистрантки «Гидросфера и атмосфера: моделирование и прогноз» Марии Лебедевой.
Атлантическая скумбрия — это промысловая рыба, представляющая значительную ценность благодаря высокому содержанию витамина B12. Она встречается в прохладных и умеренных прибрежных водах и наиболее распространена в северной части Атлантического океана, от Норвежского и Баренцева морей до Балтийского.
До настоящего времени динамика распространения атлантической скумбрии в Норвежском море не была достаточно исследована. Однако, рыбодобывающие компании должны знать о местах скопления рыбы для оптимизации своей деятельности и рационального использования водных ресурсов. Это особенно важно, учитывая, что Россия является крупным рыбодобывающим государством в Северо-Восточной Атлантике, где промысел ведется на протяжении всего года.
Цель работы ученых – создание методов краткосрочного прогнозирования океанографических условий, влияющих на промысел пелагических рыб в Норвежском и Гренландском морях. Для этого использовалось лагранжево моделирование гидрологических условий в районе промысла и построена статистическая модель, позволяющая определить ключевые параметры, влияющие на промысел.
Проект, посвященный изучению океанографических условий рыболовства в Норвежском море с использованием лагранжева моделирования, получил финансирование от Санкт‑Петербургского государственного университета. По итогам исследования уже было опубликовано несколько научных работ. Под руководством профессора, доктора географических наук Татьяны Белоненко, на кафедре океанологии СПбГУ продолжаются работы в рамках этого проекта.
Основываясь на анализе фронтальных зон – участков, где водные массы с отличающимися термодинамическими и химическими свойствами взаимодействуют друг с другом, – ученые составляют прогнозы о местонахождении промысловых рыб. Эти зоны создают особые условия, способствующие образованию скоплений рыбы. Фронтальные зоны возникают на границах крупных океанических течений и характеризуются разнообразными пространственными размерами: их ширина может достигать 100 километров, а глубина – до 1 километра. Они могут быть как кратковременными явлениями, длящихся несколько часов, так и устойчивыми структурами, сохраняющимися на протяжении длительного времени.
«Предложенный нами метод позволяет автоматически определять фронтальные зоны. В настоящее время многие исследователи при решении этой задачи используют фиксированные значения градиентов, тогда как мы применяем расчет функции распределения вероятностей. Это позволяет определять статистически значимую величину градиента параметра, которая служит порогом при поиске границы фронтальной зоны», — пояснила профессор кафедры океанологии СПбГУ Татьяна Белоненко.
Океанологи Санкт-Петербургского государственного университета ранее создали нейросеть, предназначенную для оценки содержания углерода в морских и океанических водах. Для определения концентрации углекислого газа она использует данные о составе воды.
Данные спутниковых миссий, промысловых планшетов и судовые измерения легли в основу исследования. Впервые для данного региона ученые объединили два подхода к изучению океана: эйлеров, предполагающий измерение характеристик в заданных точках океана в определенный момент времени, и лагранжев. Исследователи отмечают, что лагранжев подход позволяет непрерывно отслеживать перемещение конкретного объема воды, что необходимо для определения происхождения водных масс и прогнозирования их дальнейшей судьбы. Хотя этот метод пока не используется рыбаками, ученые все активнее применяют лагранжев подход для изучения влияния происхождения вод и других факторов на распределение рыб.
Анализ показал, что скопления атлантической скумбрии обычно находятся в пределах 10–15 километров от гидрологических и лагранжевых фронтов, чаще всего с холодной стороны этих границ.
«По словам Марии Лебедевой, выпускницы кафедры океанологии СПбГУ, в ходе исследования была определена важность различных океанологических параметров для распределения промысловых скоплений, и установлено, что наибольшее влияние оказывают градиенты плотности и температуры.
В перспективе технология, созданная учеными Санкт‑Петербургского университета, будет применяться для автоматизированного формирования прогнозов рыбопродуктивности в различных районах Мирового океана. Специалисты утверждают, что это станет ценным инструментом для работы рыбопромышленников. Также океанологи планируют изучить совокупное воздействие факторов на рыболовные районы и оценить распределение других видов рыб.