Моделирование разливов нефти: критический обзор современных тенденций, перспектив и задач

В литературе представлены различные модели моделирования разливов нефти, которые используются во всем мире для имитации эволюции нефтяной плёнки, образующейся в результате морского транспорта, добычи нефти или других источников. Эти модели варьируются от простых параметрических расчётов до современных оперативных трёхмерных численных моделей нового поколения, связанных с метеорологическими, гидродинамическими и волновыми моделями и прогнозирующих с высоким разрешением и высокой точностью транспорт и судьбу нефти. В настоящем исследовании представлен обзор процессов транспорта и старения нефти (weathering) и их параметризации, а также критический анализ восемнадцати современных моделей разливов нефти с точки зрения их способности (a) моделировать эти процессы, (b) учитывать нефть, выпущенную с поверхностных или погружённых источников, (c) ассимилировать оперативные полевые данные для инициации и принудительного воздействия модели, и (d) оценивать неопределённость получаемых прогнозов. Согласно нашему обзору, наиболее распространённые процессы старения нефти включают растекание, адвекцию, диффузию, испарение, эмульгирование и диспергирование. Большинство существующих моделей разливов нефти не учитывают такие существенные физические процессы, как растворение нефти, фотоокисление, биодеградация и вертикальное смешивание. Кроме того, оперативность реагирования на разливы нефти отсутствует в моделях нового поколения. Дальнейшие улучшения моделирования разливов нефти должны уделять больше внимания более полной параметризации растворения нефти, биодеградации, затягивания (entrainment) и прогнозированию распределения размеров нефтяных частиц после воздействия волн и при авариях фонтанирования скважин.