„Кпйто се бои от морето, да си стои в локвата.“

Важна характеристика на оперативните океанографски системи е йерархичната организация на граничните условия. Системите се делят на глобални, регионални и локални. Свързването на системи и модели от различни класове при прилагане на принципа на вложеност се извършва по такъв начин, че началните и граничните условия за работа регионални модели са получени от глобални, а за локална експлоатация – от регионални. Следователно СОО трябва да включва модели и от трите класа.

Подобряване на качеството на моделите на взаимодействие океан-атмосфера, цифров модел на морското дъно и неговите морфологични свойства.
Световният океан взаимодейства с атмосферата и дъното, които, от една страна, са гранични среди, а от друга страна, влияят на водните маси.
Атмосферата влияе върху дълбочината на смесения слой, морските вълни и ледените условия.
Взаимодействието на океана и атмосферата регулира взаимния топлообмен, изпарението и валежите. Изчерпателното описание на влиянието на атмосферата върху океана се нарича „атмосферно форсиране“.
Релефът на дъното оказва влияние и върху водните маси, като се отчитат триенето на дъното, образуването на орографски вихри и т. н. Следователно, колкото по-точно се описват процесите, протичащи в атмосферата, а също подробно е проучен в детайли релефът на дъното и е описан геоакустичния модел на дъното, толкова по-адекватно е взаимодействието им със Световния океан.

Комбиниране на модели на океанската среда, атмосферата, вълните, леда и морското дъно в един модел.
Моделите на океанската среда, атмосферата и дъното трябва да обменят информация в последователни формати за предаване на данни в реално време и за по-добро взаимодействие в идеалния случай те трябва да бъдат комбинирани в един общ модел на атмосфера – вълни – лед – хидросфера – литосфера. Единният модел ще елиминира проблемите с граничните данни и ще позволи мащабиране на изходните данни за решаване на приложни задачи във всякакви водни зони и всякакви пространствено-времеви мащаби, без да се намалява тяхната точност и надеждност. Такъв модел може да съществува само ако има постоянна система за оперативна океанография, която осигурява обратна връзка от мрежата за наблюдение и постоянно актуализиране на моделите.

Използването на адекватен измервателен инструмент, който задоволява нуждите на моделите по отношение на точност, редовност, дискретност и обем на измерванията, както и скорост на получаване на данни. Моделите на океанската среда изискват създаването на адекватен инструмент за измерване, който да удовлетворява нуждите на моделите по отношение на точност, редовност, дискретност и обем на измерванията, както и скорост на получаването им, данните от които могат да се използват за асимилиране (вмести) на резултатите от моделирането и да намали горните несигурности.

Мерките за намаляване на несигурността включват използването на по-точни методи за измерване, които описват както времевата, така и пространствената променливост на процеса (например подобряване на точността на сателитните измервания на температурата и солеността на океанската повърхност). Също така, такива мерки включват осигуряване на ефективност, редовност и увеличаване на дискретността на измерванията, което може да се постигне чрез създаване на наблюдателна мрежа от роботизирани системи, базирани на рояк от евтини автономни самоорганизиращи се морски роботи. Последните ще взаимодействат помежду си, създават и поддържат непрекъснато пространствено разпределена мрежа за наблюдение с дадени параметри, измервайки например не само температурата и електропроводимостта (солеността) на морската вода, но и други разширени параметри (поток параметри, прозрачност, съдържание на кислород, разтворени вещества, планктон, суспендирани вещества и др.), необходими за решаване на приложни проблеми, включително в интерес на ВМС.

Важни мерки за намаляване на несигурността включват така нареченото адаптивно моделиране и адаптивно вземане на проби от полеви данни. Тези процедури са приети и използвани в редица системи. Значението на „адаптивно вземане на проби“ е процедурата за насищане с измервания точно на онези области от океанската среда, в които е открита повишена несигурност. Процесът на насищане може да се осъществи от рояка роботизирани автономни морски роботи, споменати по-горе, които ще бъдат контролирани въз основа на резултатите от моделирането и идентифицирането на зони с повишена несигурност в хидрофизичните параметри.
Пространствено разпределеният наблюдател вече е парадигма, която носи ново качество на „осветяване” на ситуацията. Той е този, който притежава качественото предимство пред местен наблюдател. Посоченото качествено предимство се изразява както в наличната зона за управление, така и в оцеляването, и в способността да се осигури работоспособност във военно време.

Прилагане на адекватни процедури за взаимно напасване на моделни и измерени полеви данни (асимилация).
Усвояването на данни се нарича „количествен подход към оптималната комбинация от модели и наблюдения, при който посочената комбинация се осъществява със задължителното отчитане на несигурността (както модели, така и данни)“. Повечето процедури за асимилация са приложими към различни мащаби на океански процеси и приложения, включително:
– получаване на оптимални описания на океанската среда и изследване на протичащите в нея процеси;
– оптимална прогноза въз основа на последователни наблюдения;
– оценка и параметризиране на параметри;
– оценка на системите за наблюдение и получаване на база за събиране на най-полезните данни чрез адаптивна процедура за вземане на проби;
– създаване на база за тестване на хипотези и подобряване на моделите, включително оценка на модели и данни от наблюдения (моделиране на несигурността).
Усвояването на данни в модели, заедно с полеви наблюдения и модели на геофизичната хидродинамика, формира физическата основа на оперативните океанографски системи.
В края на публикацията бихме искали да споменем още едно важно събитие, което също намалява несигурността на данните, получени от оперативната океанографска система – добра практика е непрекъснато да се подобряват всички горепосочени мерки чрез създаване и непрекъсната работа на COO, получаване на нови знания за процесите в океаните, описването им и представянето им на потребителят с приемливи стойности на несигурност и в удобни формати.

Изводи
1. Основната роля на COO при решаването на приложни проблеми, включително в интерес на ВМС, е да предоставя надеждни изходни данни за морската среда, отговарящи на изискванията на крайния потребител.
2. Качеството на СОО, включително надеждността на резултатите от тяхната работа, ориентирани към крайния потребител и решаване на приложни проблеми, се определя от качеството на наблюденията и моделите, както и от качеството на атмосферното форсиране, детайлността на данните върху релефа и физичните свойства на дъното.
3. Комбинирането на наблюдения и модели на геофизичната хидродинамика чрез усвояване на данни от наблюдения дава възможност да се получи принципно нов продукт под формата на триизмерно представяне на свойствата на изменчивост на океанската среда в пространството и времето.
4. Високата степен на несигурност в елементите на СОО води до затруднения
при решаване на крайни задачи, включително в интерес на ВМС. Необходима е непрекъсната работа за подобряване на СОО, за изследване на естеството и характеристиките на тези несигурности и в резултат на това за намаляването им до приемливи стойности за потребителя.