„Най-лоша е скритата опасност.“

Крайбрежните райони на САЩ, обхванати от ВЧ радарна мрежа. ВЧ радари на IOOS са разположени в почти всички крайбрежни щати на континенталната част на Съединените щати, както и в Аляска, Хавай и Пуерто Рико (рис. 2).

Рис. 2. HFRNet IOOS мрежа (обяснено в текст)

Положението на крайбрежните зони на Съединените щати, където мрежата HFRnet IOOS, която позволява картографиране на повърхностни течения, е показано на рис. 3. Тук червените точки показват местата за инсталиране на HFR радарните системи, сините точки показват зоните, където теченията могат да бъдат картографирани най-малко 10% от времето през годината, а зелените точки показват най-малко 80%.

Рис. 3. Настоящи зони за картографиране на атлантическото (a), тихоокеанското (б) брегове на САЩ, Хавайските острови (в) и Пуерто Рико (г)

Технологии за сондиране на морската повърхност с помощта на HF радари. Съвременните технологии за процеса на получаване на данни за състоянието на морската повърхност, включително избора на вълнови форми и някои аспекти на обработката на измервателни данни от HF радари, са описани в литературата. Изтъкнати са характеристиките на използването на импулсни, непрекъснати и честотно модулирани сигнали.

Разглеждат се различни начини за формиране на пространствена селективност, а именно синтез на диаграми на излъчване и определяне на посоката към пространствените клетки на морската повърхност.
Самият метод за определяне на скоростта и посоката на морските течения с помощта на HF радари се състои в излъчване и приемане на радарни сигнали, разпръснати от морската повърхност в зоната, където сондиращите посоки на два радара се пресичат, определяне на радиалните компоненти на теченията и изчисляване на общ вектор на повърхностните течения. Този процес е илюстриран на рис. 4.
Производителите на ВЧ радари в САЩ предоставят софтуерни пакети за събиране на данни и отчитане на радиалната скорост на етапа на предварителна обработка на сигнала. Разработени са и методи за изчисляване на повърхностните течения от данни за радиалните компоненти на теченията; най-често използваният алгоритъм е непретегленото приближение на най-малките квадрати.

Рис. 4. Принципът на оценка на характеристиките на повърхностните течения от HF радари

Най-важният етап от обработката на данните е последващата обработка и контрол на качеството на данните от измерванията.

След обработка на данните, резултатите от измерванията и тяхната оценка на качеството се архивират и прехвърлят в портали за океанографски данни за свободен достъп и използване от множество потребители.

Разпространение и наличност на данни. Данните от мрежата HFRNet са достъпни на сървърите за данни IOOS, NDBC, сайтовете на някои университети и сървърите на редица други океанографски организации. Управлението и разпространението на файлове с данни съответства на международно признати стандарти, като netCDF-CF файл и формати на метаданни и OpenGIS® Web Coverage Service Interface Standard for Collaborative Grid Data Delivery.
На рис. 5 като пример се показва резултата от оперативната обработка на данни от радарни измервания на течения близо до западното крайбрежие на Съединените щати в 17:00 часа, 28 декември 2020 г. от уебсайта на IOOS.

Рис. 5. Фрагмент от текущата схема, получена с помощта на HFR радари край западния бряг на САЩ

Използване на данни. Сведения за използването на информация от мрежата HFRNet IOOS за крайбрежните течения при операции за реагиране при нефтени разливи, мониторинг на качеството на водата и санитарните условия на плажовете, управление на крайбрежната зона и информационна подкрепа за безопасността на корабоплаването е дадена на уебсайта на IOOS и в редица произведения. Например, ефектът от информационната подкрепа на бреговата охрана на САЩ, която годишно спасява от 26 до 45 живота чрез използването на данни от HFRNet за повърхностните течения във всички крайбрежни зони на Съединените щати, се оценява на 30 милиона долара годишно. Познаването на полето на теченията позволява да се намали времето за търсене на хора с помощта на авиацията.

Заключения. В Съединените щати в продължение на много години, от 80-те години на миналия век, е разработена система, базирана на мрежа от високочестотни радари, за картографиране на морските течения и осигуряване на безопасността на общата навигация в крайбрежните райони. Американският флот участва в създаването на тази система. Сега високочестотната радарна мрежа HFRNet е част от интегрираната система за океанографско наблюдение IOOS, управлявана от Националната служба за океаните NOAA и има 153 радара, почти напълно покриващи крайбрежните води на Съединените щати. Изглежда, че радарното картографиране на течения е едно от малкото направления, чието прилагане не изисква използването на външни източници на информация и изключително големи финансови разходи, и следователно може да се препоръча като една от първите стъпки към създаването на вътрешна система за оперативна океанография.

ВЧ радари са най-ефективното средство за картографиране на повърхностните течения в крайбрежните райони на океана.
Рязкото увеличаване на усилията за разработване на различни ресурси на руския шелф, интензификация на морския транспорт във всички крайбрежни региони на Русия, нарастване на конкуренцията за морски ресурси, нарастващи изисквания за екологична безопасност на морските дейности и повишена уязвимост на бреговете на морето, подготовката за разширяване на морския транспорт по Северния морски път, а също така необходимостта от организиране на операции за търсене и спасяване в морето, като се вземе предвид състоянието на околната среда в Русия, изисква разработването на национална система за картографиране на теченията в крайбрежните райони, базирана на използването на мрежа от високочестотни радари. На тази задача трябва да се придаде приоритетно държавно значение. Използването на съществуващия чужд опит ще улесни създаването на система за картографиране на крайбрежните течения на базата на мрежа от високочестотни радарни станции.