Чесапикский залив в опасности: избыточное количество питательных веществ, которые попадают в этот уникальный эстуарий (так называется расширение устья реки в сторону моря) вместе со стоками из населенных пунктов, ведет к росту в водоеме бескислородных «мертвых» зон. Проект распределенных вычислений Computing for Sustainable Water позволил оценить эффективность различных природоохранных стратегий по спасению Чесапикского залива, чтобы найти самые лучшие и наиболее экономически целесообразные способы сохранения этого важного в экономическом и экологическом плане региона.
Научный коллектив проекта CFSW, слева-направо: Дэвид Смит - профессор экологических наук, Джеффри Планка - помощник вице-президент по исследованиям (недавно ушедший в отставку), Джерард П. Лермонт старший (автор данной стать) - ведущий научный сотрудник проекта CFSW, Майкл Первис - специалист по исследованию, Томас Скалак – вице-президент по исследованиям. Врезка с фотографиями, слева-направо: Райан Бобко - программист CFSW, Марк Уайт – доцент в области коммерции.
Проект Computing for Sustainable Water (CFSW) сосредоточил свое внимание на крупнейшем водоразделе США - Чесапикском заливе, к водам которого имеют выход шесть штатов США: Вирджиния, Западная Вирджиния, Мэриленд, Делавэр, Пенсильвания и Нью-Йорк, а также Вашингтон, округ Колумбия. Этот залив испытывает сильное антропогенное влияние на протяжении многих лет. Предыдущие попытки решения проблемы не увенчались успехом. В результате, размер бескислородной области залива – так называемой «мертвой» зоны – продолжает увеличиваться и негативно влиять, в частности, на популяцию живущего только здесь синего краба (Callinectes sapidus).
Синий краб (Callinectes sapidus)
Проблема бескислородных зон в заливе в значительной степени связана с притоком питательных веществ (азота и фосфора), попадающих в залив в результате сельскохозяйственных и земляных работ, активной промышленной деятельности. Федеральные и местные органы власти пытаются контролировать проблему с помощью набора управляющих инструментов, известных как лучшие управленческие практики (Best Management Practices – BMPs). Субъекты хозяйствования, участвующие в программе BMPs, получают компенсации за мероприятия по ограничению попадания питательных веществ в залив. Однако, эффективность различных видов управленческих решений BMPs еще не была должным образом исследована. Также пока нет четкого научного доказательства эффективности некоторых BMPs, получивших широкое распространение.
Благодаря участникам объединения World Community Grid, принявшим участие в проекте CFSW, было проведено масштабное моделирование экспериментов воздействия различных BMPs на уровень притока питательных веществ в Чесапикский залив и их конечное влияние на состояние окружающей природной среды водоема. В таблице 1 оригинальной статьи содержатся наименования 23 BMPs, воздействие которых на состояние залива моделировалось в проекте. Первоначальное моделирование выполнялось без учета действия BMPs в качестве базового сценария развития экологической обстановки. Затем каждое управленческое решение BMPs сравнивалось с базовым сценарием для определения эффективности воздействия на ситуацию. В таблице 2 приведены результаты этих статистических сравнений.
В результате работы проекта удалось выделить несколько BMPs, которые являются наиболее эффективными в снижении объемов азота и фосфора, попадающих в залив. Данные выводы будут полезны не только для органов власти США, ответственных за экологическое состояние Чесапикского залива, но могут быть приняты во внимание в других уголках земного шара, где испытывают схожие проблемы.
В целом, участники проекта CFSW произвели на своих компьютерах более 19,1 млн. статистических экспериментов с различными комбинациями управленческих решений, чтобы определить наиболее эффективные. Научный коллектив в настоящее время продолжают анализировать полученные результаты, а также хочет еще раз выразить глубокую благодарность всем участникам проекта, без помощи которых ничего бы не получилось.
Подготовлено distributed.org.ua по материалам World Community Grid: Using grid computing to understand an underwater world
