МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ МОРСКИХ СИСТЕМ С УЧЕТОМ РАЗНОМАСШТАБНОЙ ТУРБУЛЕНТНОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДАННЫХ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ

В работе рассмотрена математическая модель биологической кинетики и геохимических циклов, основанная на системе уравнений конвекции-диффузии с нелинейными коэффициентами, дополненная пространственно-неоднородной трехмерной математической моделью волновой гидродинамики мелководного водоема, с уточненным коэффициентом турбулентного обмена по вертикали. Задача мониторинга водной поверхности, с целью обнаружения «пятен» фитопланктона предполагает создание и верификацию эффективных методов кластеризации этих объектов на поверхности водоемов, в частности, восстановления их границ на основе данных дистанционного зондирования. В статье в качестве данных зондирования используются многоспектральные спутниковые снимки. На основе полученных изображений планктонных популяций могут быть определены начальные условия для математических моделей биогеохимических циклов, на основе которых выполняются прогностические расчеты.

1. Sukhinov A., Belova Y., Nikitina, A., Sidoryakina, V. Sufficient Conditions for the Existence and Uniqueness of the Solution of the Dynamics of Biogeochemical Cycles in Coastal Systems Problem // Mathematics, 2022, 10(12), 2092.

2. Protsenko S., Sukhinova T. Mathematical modeling of wave processes and transport of bottom materials in coastal water areas taking into account coastal structures // MATEC Web of Conferences, 132, 2017, 04002.

3. Sukhinov A. I., Panasenko N. D. Comparative investigation of neural and locally binary algorithms for image identification of plankton populations // Computational Mathematics and Information Technologies, 2022, 1(2), pp. 70-80.

4. Panasenko, N.D., Poluyan, A.Y., Motuz, N.S. Algorithm for monitoring the plankton population dynamics based on satellite sensing data / Journal of Physics: Conference Series, 2021, 2131(3),032052.

5. Sukhinov AI, Chistyakov AE, Protsenko EA, Sidoryakina VV, Protsenko SV 2019 Accounting method of filling cells for the hydrodynamics problems solution with complex geometry of the computational domain (Matem. Mod., 31(8)) pp 79–100. DOI: https://doi.org/10.1134/S0234087919080057.

6. Sukhinov AI, Chistyakov AE, Protsenko EA, Sidoryakina VV, Protsenko SV 2020 Set of coupled suspended matter transport models including three-dimensional hydrodynamic processes in the coastal zone (Matem. Mod., 32(2)) pp 3–23. DOI: https://doi.org/10.20948/mm-2020-02-01.

7. Sukhinov AI, Chistyakov AE, Protsenko EA, Sidoryakina VV, Protsenko SV 2020 Parallel algorithms for solving the problem of coastal bottom relief dynamics (Num. Meth. Prog., 21(3)) p 196–206. DOI: https://doi.org/10.26089/NumMet.v21r318.

8. Sukhinov AI, Chistyakov AYe, Fomenko NA 2013 Metodika postroyeniia raznostnykh skhem dlia resheniia zadach diffuzii-konvektsii- reaktsii, uchityvaiushchikh stepen zapolnennosti kontrolnykh yacheek (Izvestiia YUFU. Tekhnicheskie nauki, 4(141)) p 87-98.

9. Sukhinov A.I., Sukhinov A.A. 2005 3D Model of Diffusion-Advection-Aggregation Suspensions in Water Basins and Its Parallel Realization (Parallel Computational Fluid Dynamics, Multidisciplinary Applications, Proceedings of Parallel CFD 2004 Conference, Las Palmas de Gran Canaria, Spain, ELSEVIER, Amsterdam-Berlin-London-New York-Tokyo) pp 223-230.

10. Sukhinov AI, Chistyakov AE 2012 Adaptive Modified Alternating Triangular Iterative Method for Solving Grid Equations with a Non-Self-Adjoint Operator (Mathematical Models and Computer Simulations, 4(4)) p 398-409.