способ мониторинга и прогноза мест скоплений пелагических рыб-планктонофагов

Формула изобретения

Способ определения промысловой перспективности районов скапливания пелагических рыб-планктонофагов, включающий определение участков поверхности акватории с наиболее благоприятными для нагула рыбы условиями путем сбора данных о поверхностной температуре воды на акватории, получаемых со спутников и при выполнении краткопериодных судовых съемок поверхностной температуры воды на акватории, отличающийся тем, что краткопериодные судовые съемки ведут промысловыми судами и судами, обеспечивающими промысел, оборудованными средствами передачи данных, при этом съемки ведут в местах, имеющих отклонения над усредненным уровнем поверхности акватории не более 5 см и совпадающих с зонами повышенных градиентов температуры по горизонтали, а также выполняют промысловые постановки орудий лова при контакте со скоплением пелагических рыб-планктонофагов, полученные результаты поступают на базовое судно и/или береговой центр, где их обрабатывают и в форме рекомендаций о фактическом и прогнозируемом положении благоприятного для промысла участка лова и прогнозируемом направлении перемещения скопления рыб-планктонофагов передают на промысловые суда на сеансе радиосвязи или спутниковой телефонной связи либо в виде оперативных промысловых планшетов посредством электронной почты и/или интернета.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленному рыболовству, а именно к способам мониторинга и прогноза мест скоплений пелагических рыб-планктонофагов.

Известен способ поиска косяков рыб и других скоплений промысловых морских рыб, включающий известные приемы поиска косяков рыб: воздушную разведку, подводную локацию и визуальное наблюдение, дополняют поиском с помощью биоиндикатора. Оператор, обученный приемам биолокации, берет биоэнергетический индикатор в правую руку, а левую руку располагает над судовой картой, место расположения искомым объектов определяют по колебаниям рамки биоэнергетического индикатора (патент РФ № 2077196, A01K 79/00, опубл. 20.04.1997).

В условиях промысла использовать биоэнергетический индикатор нереально, тем более передавать его данные в автоматизированном режиме на базовое судно.

Известен способ мониторинга промысловой акватории, который включает выбор места и времени установки орудия лова, постановку орудия лова, обеспечивающего проход рыбы через определенное сечение, его выборку через определенное время и определение численности объекта лова. В качестве орудий лова используют ловушки каскадного порядка, обеспечивающие лов объектов, перемещающихся в конкретном направлении, а в качестве определенного сечения берут площадь облова ловушек каскадного порядка, оказывающуюся в зоне перемещения объекта лова. Постановку орудий лова осуществляют между местами нагула и зимовки объекта лова путем пересечения порядками каскадных ловушек предполагаемого местонахождения потоков миграции объекта лова в определенный период времени. Траекторию потоков определяют сравнением результатов улова, полученных при виртуальной постановке порядков каскадных ловушек и реальной постановке порядков каскадных ловушек на промысловой акватории, совпадающей по местонахождению с реальной постановкой. Постановку порядков каскадных ловушек осуществляют в три этапа: на первом этапе ловушки каскадного порядка располагают последовательно в систему "ловушка - направляющее крыло - ловушка" в одну линию под углом, равным курсу судна, устанавливающего порядок каскадных ловушек, на втором этапе - ловушки каскадного порядка располагают в направлении, в котором располагались наиболее уловистые порядки каскадных ловушек, выявленные на первом этапе, на третьем этапе - ловушки каскадного порядка располагают с учетом степени наполнения ловушек каскадного порядка внутри каждого порядка, определенной на втором этапе (патент РФ № 2185727, A01K 69/10, A01K 74/00, опубл. 27.07.2002).

Недостатком данного способа является прогнозирование и отслеживание перемещения объекта лова, ведущего придонный образ существования. Кроме того, этот способ решает только одну из задач, позволяет прогнозировать улов в определенном месте и в определенное время. Однако во избежание непроизводственных расходов место расстановки ловушек сначала необходимо определить, выявить каким-либо другим способом.

Наиболее близким по количеству существенных признаков и достигаемому результату является способ определения промысловой перспективности районов нагула пелагических рыб-планктонов, включающий выполнение краткопериодных судовых съемок на акватории с сеткой станций и разрезов на расстоянии между ними 5-20 миль. При этом измеряют:

1) температуру воды на стандартных горизонтах в слое 100-0 м для определения величины градиента в сезонном термоклине;

2) толщину верхнего квазиоднородного слоя (ВКС);

3) биомассу кормового зоопланктона в ВКС;

4) биомассу фитопланктона в ВКС.

На основе полученных измерений в качестве благоприятных для образования скоплений выделяют участки, которые имеют градиент в сезонном термоклине не менее 0,19°/м, толщину ВКС не менее 6 м, концентрацию кормового зоопланктона в ВКС 0,4-29,8 г/м³, концентрацию фитопланктона в ВКС 0,01-5,6 г/м ³, с последующим направлением судов в эти районы (п. СССР, № 1776376, A01K 79/00, опубл. 23.11.92).

К недостаткам известного способа следует отнести недостаточную оперативность и полноту прогнозирования, обусловленную тем, что съемка выполняется только специализированными научно-исследовательскими судами, которые могут охватить ограниченный объем акватории, а результаты могут быть известны только после окончания съемки (через 3-7 суток). Кроме того, суда в процессе съемки не могут вести облов объекта, что не позволяет им достоверно определить видовой состав гидробионтов, обнаруженных в скоплении, их размерный ряд и количество. Эта информация значительно увеличивает достоверность прогнозов и для ее получения после съемки задействуются дополнительно промысловые суда. Вместе с необходимостью использования специализированных научно-исследовательских судов данный способ является очень дорогостоящим, что не позволило его применять после разработки и внедрения. Наиболее слабым местом данного вида прогноза является отсутствие возможности прогнозирования с дискретностью менее сроков выполнения съемки (1-3 суток). В конечном результате, оперативность и полнота прогноза явно недостаточна для задач оперативного промыслового прогнозирования.

Задачей, решаемой изобретением, является повышение оперативности и достоверности прогноза, за счет использования данных текущих измерений поверхностной температуры воды и спутниковых альтиметрических данных распределения аномалий уровенной поверхности акватории.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе определения промысловой перспективности районов скапливания пелагических рыб-планктофагов, включающим определение участков поверхности акватории с наиболее благоприятными для нагула рыбы условиями путем сбора данных о поверхностной температуре воды акватории, получаемых со спутников и при выполнении краткопериодных судовых съемок, согласно изобретению, краткопериодные судовые съемки ведут промысловыми и другими судами, обеспечивающими промысел, оборудованными средствами передачи данных, при этом съемки ведут в местах, имеющих отклонения над усредненным уровнем поверхности акватории не более 5 см, и совпадающими с зонами повышенных градиентов температуры по горизонтали, а также выполняют промысловые постановки орудий лова при контакте со скоплением пелагических рыб-планктофагов. Полученные результаты поступают на базовое судно и/или береговой центр, где их обрабатывают, и в виде рекомендаций о фактическом или прогнозируемом положении благоприятного для промысла участка лова и прогнозируемом направлении перемещения, и скорости перемещения скопления рыб-планктонофагов передают на промысловые суда и/или суда, обеспечивающие промысел, устно на сеансе радиосвязи, или спутниковой телефонной связи, либо в виде оперативных промысловых планшетов, посредством электронной почты и/или Интеренет.

Проведение краткопериодных съемок промысловыми судами и другими судами, обеспечивающими промысел, оборудованными автоматизированными средствами связи с базовым судном обеспечивает повышение оперативности получения данных и, как следствие, увеличение достоверности прогноза.

Участие в проведении оценочных и поисковых работ промысловых судов и других судов, обеспечивающих промысел, и передачей данных на базовое судно и/или береговой центр позволяет увеличить количество судов, участвующих в поиске рыбных скоплений, что повышает точность и увеличивает достоверность прогноза.

Места, имеющие отклонения над усредненным уровнем поверхности акватории океана не более 5 см, определяют по дискретным данным спутниковых альтиметрических измерений, публикуемым на сайтах различных гидрометеоагенств (Обычно в практике сайрового промысла использовались данные Cjlorado Center for Astrodinamics research, URL: argo.colorado.edu/~realtime/gsfc_global-real-time-ssh/) в условиях реального времени, и данным измерений приповерхностной температуры воды, которые могут производиться как бесконтактным способом (со спутников и самолетов), так и контактным способом (с судов любых типов). Это позволяет выявить участки поверхности акватории, где совпадают места, имеющие наименьшие отклонения над усредненным уровнем поверхности акватории океана (менее 5 см), и зоны повышенных (более 0,1°/миля) градиентов приповерхностной температуры (поверхностные гидрологические фронты и зоны прибрежного апвеллинга), у которых происходит задержка и накапливание промысловых стайных рыб-планктофагов. Таким образом, обеспечивается осуществление прогноза мест скоплений пелагических рыб-планктонофагов в масштабе синоптического периода (3-10 суток) с высокой степенью вероятности.

Использование альтиметрических данных позволяет значительно уменьшить непроизводственные затраты на проведение поиска мест, где происходит скопление рыбы, сэкономить время на переход судов-ловцов к месту скопления рыбы и топливо.

Выполнение промысловых постановок орудий лова при контакте со скоплением пелагических рыб-планктофагов позволяет произвести вылов объекта лова, по результатам которого появляется возможность достоверно определить видовой состав объекта лова, его размерный ряд и объект питания. Полученные данные обеспечивают принятие решения о перспективности данного участка в качестве района лова, что является наиболее достоверной информацией для выбора района промысла капитанами судов и руководителями промысловых флотилий конкретного участка для промысла на предстоящие сутки, или принятия решения для проведения поисковых операций, либо проведения других работ, либо прекращения промысловой деятельности.

Обработка дискретных и оперативных данных, поступающих на базовое судно и/или береговой центр из различных источников, дает возможность разрабатывать оперативный прогноз в виде промыслового планшета, представляющего собой карту фактического и/или прогнозируемого распределения фоновых и промысловых характеристик, планшетов и передавать их на все промысловые суда, находящиеся в зоне связи с базовым судном, а также на береговые базы, где могут находиться суда, и/или руководителям промысловых флотилий и судовладельцам, имеющим контакты с судами посредством спутниковой и других видов связи.

Промысловые планшеты постоянно корректируются за счет проведения на акватории такого участка ежесуточного мониторинга динамики смещения зоны наименьшего отклонения уровня океана и динамики смещения зоны наибольшего горизонтального температурного градиента, путем измерения поверхностной температуры, определяя направление смещения вместе со смещением скопления рыб, формируя таким образом краткосрочный инерционный прогноз промысловой обстановки с дискретностью 1-2 суток.

Осуществление способа иллюстрируется следующими фигурами.

На фиг.1 показано распределение поверхностной температуры воды на 06-08 сентября 2011 г.;

на фиг.2 приведено распределение поверхностной температуры и зон повышенных температурных градиентов 06-08 сентября 2011 г.;

на фиг.3 приведено распределение поверхностной температуры 06-08 сентября и аномалий уровня поверхности океана 06 сентября 2011 г.;

на фиг.4 показано распределение поверхностной температуры 06-08 сентября, аномалий уровня поверхности океана 06 сентября и положение флота на промысле сайры 08 сентября 2011 г.;

на фиг.5 представлено распределение поверхностной температуры 07-09 сентября, аномалий уровня поверхности океана 07 сентября и положение флота на промысле сайры 09 сентября 2011 г.;

на фиг.6 представлено распределение поверхностной температуры 08-10 сентября, аномалий уровня поверхности океана 08 сентября и положение флота на промысле сайры 10 сентября 2011 г.;

на фиг.7 представлено распределение поверхностной температуры 09-11 сентября, аномалий уровня поверхности океана 09 сентября и положение флота на промысле сайры 11 сентября 2011 г.;

на фиг.8 показано распределение поверхностной температуры 04-06 сентября, аномалий уровня поверхности океана 04 сентября и положение флота на промысле сайры 06 сентября 2011 г.;

на фиг.9 показано распределение поверхностной температуры 04-06 октября, аномалий уровня поверхности океана 06 октября и положение флота на промысле сайры 06 октября 2011 г.;

на фиг.10 - распределение поверхностной температуры 05-07 октября, аномалий уровня поверхности океана 07 октября и положение флота на промысле сайры 07 октября 2011 г.;

на фиг.11 - распределение поверхностной температуры 06-08 октября, аномалий уровня поверхности океана 06 октября и положение флота на промысле сайры 08 октября 2011 г.;

на фиг.12 - распределение поверхностной температуры 07-09 октября, аномалий уровня поверхности океана 07 октября и положение флота на промысле сайры 09 октября 2011 г.

Способ осуществляют следующим образом.

Для получения прогноза первоначально на базовом судне начинают сбор данных поверхностной температуры воды за последние трое суток. Температурные данные получают из всех возможных источников, включая спутниковые данные и данные, которые передаются на базовое судно промысловыми судами, оборудованными автоматизированными средствами связи. При этом промысловые суда ведут температурную съемку с пространственной дискретностью не более 20 миль. Полученные данные поверхностной температуры воды наносят на карту акватории, см. фиг.1. Затем анализируют полученное температурное распределение и выделяют участки поверхности акватории с наиболее благоприятными для нагула рыбы условиями, имеющие повышенные градиенты температур (более 0,1°/миля) и зоны прибрежного апвеллинга, которые обычно присутствуют у побережья островов, хотя в поле поверхностной температуры не всегда выделяются (фиг.2). Для уточнения прогнозных данных в зонах повышенных температурных градиентов выявляют участки, имеющие отклонения над усредненным уровнем поверхности акватории океана не более 5 см. Для этого на эту карту накладывают положение минимальной (0 см) аномалии уровенной поверхности океана из последней альтиметрической карты за этот период, используя данные Colorado Center for Astrodynamics Research, URL: argo.colorado.edu/~realtime/gsfc_global-real-time_ssh/. Места пересечения или соприкосновения минимальной аномалии с зонами повышенного градиента температур и (или) положением зон апвеллингов оконтуривают (фиг.3). В выявленных участках скоплений пелагических рыб-планктонофагов промысловые суда ведут промысловые постановки орудий лова рыбы, и данные по фактическому улову передаются на базовое судно.

Распределение поверхностной температуры 06-08 сентября и аномалий уровня поверхности океана 06 сентября 2011 г. (см. фиг.3) дополняют положением фактических уловов и районов промысла за истекшие сутки и метеоданными, и получают промысловый планшет, представленный на фиг.4. Оконтуренные участки являются наиболее благоприятными для формирования скоплений пелагических рыб-планктофагов. При этом, чем больше такой участок, тем он устойчивее. Положение таких участков сохраняется в течение нескольких суток, как правило, до наступления шторма. Эти сведения передают капитанам промысловых судов в виде прогноза и рекомендаций для поиска и облова в них скоплений в течение ближайших 3-10 суток.

На фигурах 5-7 показано положение благоприятных для скапливания сайры участков в зоне апвеллинга у о. Итуруп и в зоне повышенного градиента поверхностной температуры в 40 милях к юго-востоку от о. Шикотан. На обоих участках наличие скопления сайры подтверждается уловами. Положение этих участков было определено еще в период шторма 5-6 сентября, когда промысел не велся, и на промысловом совете 6 сентября по радио было дано положение этих участков в качестве благоприятных для поиска скоплений на ближайшие 5 суток в виде промыслового планшета, представленного на фиг. 8.

На фиг.9-12 показано положение благоприятных для скапливания сайры участков в зоне повышенного градиента поверхностной температуры в 40-60 милях к юго-западу от о. Шикотан и в 100-120 милях к югу от о. Шикотан. При этом было определено, что наметилась тенденция к уходу косяков рыбы из ближайшего к о. Шикотан участка в направлении более удаленного. Фактическое положение и прогноз их смещения на каждый день определяют по изменениям положения вихрей воды, характеризующихся поверхностной температурой менее 11°C и ядром скопления сайры, которое держится вблизи этих вихрей. Динамику положения ядра определяют по данным судовых измерений промысловых судов, а динамику смещения ядра скопления по результатам их промысла за истекший промысловый цикл (ночь), которые поступают на базовое судно и береговой центр на о. Шикотан, где находятся специалисты, формирующие промысловые планшеты.

После получения этих сведений и расчета величины инерции, с которой происходит смещение (от 5 до 10 миль в сутки в южном направлении) дается прогноз на предстоящие сутки, который передают на сеансе радиосвязи (вечерний промысловый совет) накануне очередного промыслового цикла, а также передают на промысловые суда в виде оперативных промысловых планшетов посредством электронной почты и/или Интернет.