Прогнозирование качества воды на пляжах в реальном времени

Исследователи, сообщающие в журнале ACS Environmental Science & Technology, определили компьютерные модели, которые обеспечивают точные краткосрочные прогнозы, или «прогнозы в реальном времени» (nowcasts), качества воды на пляжах. Это важно, поскольку текущие методы обнаружения бактериального загрязнения могут требовать до 24 часов для получения результатов, подвергая купальщиков риску.

Количество закрытий пляжей из-за фекальных микробов растет. В США пляжи региона Великих озер входят в число наиболее проблемных. Сбор и лабораторный анализ проб воды занимает время, даже с использованием современных методов. Компьютерные модели для прогнозирования качества воды часто сложны и не всегда надежны. Ученые задались вопросом, можно ли определить более простые модели, точно предсказывающие текущие условия на основе прошлых данных.

Сравнив пять компьютерных моделей для прогнозирования уровня бактерий на четырех участках в южной части озера Мичиган, команда обнаружила, что две лучшие модели включали прошлые уровни бактерий и дополнительные параметры, такие как ежедневные осадки, температура и мутность воды. Однако новая модель, разработанная исследователями и сочетающая методы вейвлет-преобразования и анализа искусственных нейронных сетей, также показала хорошие результаты, используя только исторические данные по бактериям. Исследователи пришли к выводу, что эта модель является потенциально полезным инструментом для управления пляжами, особенно когда подробные данные об условиях отсутствуют.