„Който твърде много рискува, нищо не постига.“

Оценката на най-опасните зони за навигация е напълно възможна, стандартизирана и критично важна процедура, която се прилага както в морския транспорт, така и при сухопътната и въздушната навигация. Тя се базира на специализирани анализи на риска (Navigational Risk Assessment – NRA), съчетаващи исторически данни, математически модели и географски информационни системи (ГИС). В мореплаването оценката на риска е задължителна по международни стандарти (напр. изискванията на Международната морска организация – IMO). Тя класифицира опасните зони по формулата: Риск = Вероятност от инцидент × Сериозност на последствията.

Влиянието на северно атлантическата осцилация върху полето на вятъра и вълните във водите на атлантическо-европейския сектор. Работата анализира влиянието на северно атлантическата осцилация върху полето на вятъра и вълните в атлантическо-европейския сектор. Използвайки данни от реанализ на ERA5, бяха изчислени полетата на корелационните коефициенти по месеци. Идентифицирани са зоните с най-голямо влияние на северно атлантическата осцилация върху вятъра и вълните. Резултатите, получени по време на изследването, са от интерес, тъй като използването на прогнозата на индекса на северно атлантическата осцилация позволява да се оценят най-опасните зони за навигация за няколко месеца предварително.

Високата гъстота на населението на Европа и нейният значителен икономически потенциал обуславят формирането на гъста мрежа от морски и океански пътища в околните води. При интензивна целогодишна навигация параметрите на вятъра и вълнението, които са важни за навигацията, винаги ще бъдат от голямо значение.
Силният вятър и вълните водят до общо влошаване на управляемостта на плавателния съд и промяна в маневрените му характеристики, което затруднява навигацията и причинява накланяне, поради което те трябва да се вземат предвид при избора на курс. Освен това и двата параметъра са тясно свързани помежду си, тъй като по правило вятърната вълна има най-голям принос за изчисляването на вълните. Полето на вятъра от своя страна до голяма степен се определя от полето на налягането. Напоследък климатичните индекси са широко разпространени при описание на полето на налягането и характеристиките на атмосферната циркулация. По този начин, за да се опише общата циркулация на атмосферата над атлантическо-европейския сектор, индексът на северно атлантическите колебания (САК) се използва активно.

Използват се различни методи за изчисляване на индекса на САК, но най-общо той представлява разликата в налягането между центровете на атмосферно действие – Исландската депресия и Азорския антициклон. Тук се използват дългосрочни месечни средни индексни данни от архива на NOAA Physical Sciences Laboratory за периода от 1950 до 2020 г. В момента е публично достояние и най-често се използва в научните изследвания. Индексът е стандартизирана геопотенциална аномалия на височина H500 между исландския минимум и Азорския максимум. Формулите за изчисление са описани подробно в литературата.
При формирането на база данни за скоростта на вятъра и вълните са използвани данни от ERA reanalysis на Европейския център за средно срочни прогнози за времето (ECMWF), където височината на вълната е представена като обща значима височина на вълната в метри.
За анализ са конструирани полета на корелационните коефициенти между САК индекса и скоростта на вятъра по месеци (рис. 1).

Рис. 1. Коефициенти на корелация между индекса САК и скоростта на вятъра.

Засенчването показва значителни коефициенти на корелация на ниво 0, 05. Картите показват области, които са под влиянието на САК. Тяхното местоположение и интензивност се променят в зависимост от сезона. Максимални положителни коефициенти на корелация до 0,8 и повече се наблюдават през зимните месеци с максимум през декември. Това е времето на най-активната фаза на Исландската депресия. Най-интензивните циклони се образуват над относително топлата океанска повърхност, където големите градиенти на налягането водят до високи скорости на вятъра. Зоната с високи коефициенти се простира по ширината на пояса 50–60° с.ш., обхващаща водите на Северно и Балтийско море, с максимум край западния бряг на Великобритания.

През февруари и март влиянието на САК се усеща и в Норвежко море, коефициентите на корелация са повече от 0,6. През пролетта настъпва преструктуриране на атмосферата, Исландската депресия отслабва и Азорският антициклон се засилва; тук корелациите са минимални. През юни и юли влиянието на САК остава само в района на Северно атлантическото течение (0,4–0,5). От август до ноември зоната на положително влияние на САК върху вятъра е силно удължена и се намира над Северно атлантическите и Норвежките течения с коефициенти (0,4–0,7). Ниски значими отрицателни коефициенти на корелация -0,3 – -0,5 се наблюдават от март до юни и през ноември над водите на Норвежко, Гренландско и Баренцово море.
Коефициентите на корелация между САК и височината на вълната също бяха изчислени. Диаграмите на картата са показани на рис. 2.

Рис. 2. Коефициенти на корелация между индекса на САК и височината на вълната. Засенчването показва значителни коефициенти на корелация на ниво 0,05

Тук най-висока корелация се наблюдава и през зимните месеци от декември до март, с максимални стойности до 0,8 или повече в района на западните брегове на Великобритания и Ирландия. Зоната се простира от югозапад на североизток. През април и май, както и при вятъра, връзката отслабва. А през юни в района на Северно море се появява зона с отрицателни коефициенти с максимум край източното крайбрежие на Великобритания и достига -0,5 – -0,6 през юли и август.
Като цяло можем да кажем, че зоните с високи коефициенти на корелация за вятъра и вълните съвпадат, тъй като, както беше отбелязано по-рано, вятърните вълни имат значителен принос към общата вълна.

Нека анализираме колко различни могат да бъдат скоростите на вятъра и височините на вълните за положителни и отрицателни САК, използвайки примера на най-високите и най-ниските стойности на индекса. На рис. 3 се показва скоростта на вятъра и височината на вълните за февруари с висока положителна и ниска отрицателна САК.

Рис. 3. Скорост и посока на вятъра в m/s (а, б), обща значима височина на вълната в m (в, г) и налягане на морското равнище в hPa (д, е) през февруари 2022 г. (а, в, д) и 2010 г. (б, г, е)

Висок положителен индекс на САК (1,46 гп. дам.) се наблюдава през февруари 2022 г. През този месец над североизточната част на Атлантическия океан средната скорост на вятъра е над 11 m/s, височината на вълната е над 6 m. Февруари 2010 г. при САК, равна на -2,69 гп. дам., над същата акватория скоростите не надвишават 5 m/s, височината на вълната е 3–4 м. Докато в Баренцово море се наблюдава скорост на вятъра до 8 m/s и височина на вълната над 3 m при отрицателни стойности на индекса, а при положителни скоростта на вятъра е около 2 m/s, височината на вълната е 2,5 м. Това разпределение на полето на вятъра и вълните се обяснява с особеностите на полето на налягането.

На рис. 3д се показва как, с положителни индекси на САК, Исландската депресия се задълбочава близо до югоизточния край на Гренландия. Гренландско, Норвежко и Баренцово море са в зона на ниско налягане, докато зоната на високо налягане близо до Азорските острови се засилва. По този начин в североизточната част на Атлантическия океан се наблюдават високи градиенти на налягането, оттук високи скорости на вятъра и високи вълни. Когато САК е отрицателна, зоната с ниско налягане се измества на юг, а плитката падина се простира на североизток. При това положение Исландския минимум на Арктическият антициклон се приближава възможно най-близо, образувайки големи градиенти на налягането в Баренцово море, скоростта на вятъра и височината на вълните в тази област се увеличават.
На рис. 4 се показват стойностите на скоростта на вятъра (а, б) и височината на вълната (в, г) за положителен САК през август 2018 г. (а, в) и отрицателен през 2006 г. (б, г).

Рис. 4. Скорост и посока на вятъра в m/s (а, б), обща значителна височина на вълната в m (в, г) и налягане на морското равнище в hPa (д, е) през август 2018 г. (а, в, д) и 2006 г. (б, г, е)

През лятото като цяло в сравнение със зимата скоростта на вятъра и височината на вълните са много по-ниски, така че разликите, разбира се, няма да бъдат толкова забележими. През лятото Исландската депресия значително отслабва. При положителен САК все още може да се наблюдава между Гренландия и Исландия, а заедно с интензивния антициклон на Азорските острови се образува зона на изобарна концентрация в североизточната част на Атлантическия океан. Скоростта на вятъра е 6 m/s, височината на вълната е 2,4 м. При ниски САК основна роля играе Азорският антициклон. Той се засилва и леко се измества на север, Исландската падина напълно изчезва и се превръща в мост между Азорските и Гренландските антициклони. Така североизточната част на Атлантическия океан се намира в поле с нисък градиент на високо налягане, скорост на вятъра до 4 m/s и височина на вълната 1,8 m.

Получените резултати представляват интерес, тъй като индексът САК в момента се прогнозира и неговата прогноза може да бъде намерена в публичното пространство по месеци и сезони за няколко месеца напред, включително на уебсайта на Северно-Евразийския климатичен център. По този начин използването на прогнозата на индекса САК дава възможност да се оценят най-опасните зони за навигация няколко месеца предварително.