《Environmental Modelling & Software》：PMAR: A Lagrangian approach to the modelling of anthropogenic pressures for marine management
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PMAR框架和开源Python软件用于评估海洋管理中的人类活动压力，通过拉格朗日轨迹模拟宏观塑料扩散。在黑海两种情景下，结果显示超过50%的塑料来自国外，强调跨国合作，并平衡计算效率与准确性，未来将面向决策者并整合数字海洋孪生应用。
Sofia Bosi|Alessandra Raffaetà|Marta Simeoni|Nikola Bobchev|Dimitar Berov|Andrea Barbanti|Stefano Menegon
意大利国家研究委员会（CNR）海洋科学研究所（ISMAR），地址：Castello 2737/F，威尼斯，30122，意大利
摘要
PMAR（海洋活动的压力模型）是一个基于Python的开源建模框架，旨在评估对海洋管理的人为压力。PMAR利用从海洋模型计算出的拉格朗日轨迹来模拟压力扩散。通过基于权重的机制建立了压力与其来源之间的明确联系，从而可以快速探索不同的压力源情景。在这里，PMAR被用来研究黑海表面大型塑料的分布情况，在两种情景下得出的结果与之前的建模研究和观察结果一致。每年运行后，每个黑海国家超过50%的大型塑料来自其他地方，这强调了跨界合作的重要性。与其他压力建模框架相比，PMAR在计算效率和预测准确性之间取得了平衡。
部分摘录
软件可用性
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软件名称：PMAR
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开发者：Sofia Bosi 和 Stefano Menegon
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首次可用日期：2025年4月22日
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所需软件：OpenDrift v1.11 和 rioxarray v0.15
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编程语言：Python
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方法
PMAR按照图1所示的步骤运行。该模型需要两种类型的数据输入：(i) 海洋和大气速度场，以及 (ii) 海上人类活动的地图，即压力源。根据第一组输入数据，PMAR通过虚拟粒子在海水中追踪的路径创建一系列轨迹。这些粒子可以配置不同的物理特性以代表不同的物质（压力）。
结果
本文采用了PMAR框架的第一个软件实现版本来研究黑海表面大型塑料的路径，具体方法如第2.5节所述。
创建了一百万条不同的轨迹，并使用两组不同的权重进行栅格化处理，得到了两种压力情景：NoUse 和 ShippingUse。通过执行100次种子投放来获得为期一年的流域尺度模拟，数据动态地从Copernicus海洋数据存储库中检索。
讨论
PMAR是一个旨在通过按需评估来自不同人类活动的海上人为压力来支持海洋管理决策的框架和软件。在前一节中，PMAR被用来研究黑海表面大型塑料的传播情况，以此展示其工作流程和功能。
两种压力情景NoUse和ShippingUse>显示了PPI的向南梯度，南部地区的值最高。
结论
在本文中，我们介绍了PMAR（海洋活动的压力模型），这是一个用于建模和评估海洋中人为压力的框架和软件，专为海洋管理设计。我们使用PMAR软件v0.15研究了黑海表面大型塑料的传播情况。我们制作了压力传播指数（PPI）的地图，代表了来自不同来源（NoUse和ShippingUse情景）的大型塑料的扩散情况。
CRediT作者贡献声明
Sofia Bosi：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿撰写，可视化，软件开发，方法论设计，数据整理，概念构建。Alessandra Raffaetà：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿撰写，指导，方法论设计。Marta Simeoni：撰写 – 审稿与编辑，指导，方法论设计。Nikola Bobchev：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿撰写。Dimitar Berov：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿撰写。Andrea Barbanti：
利益冲突声明
作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：Sofia Bosi表示获得了欧盟的财政支持。如果还有其他作者，他们声明没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。
致谢
本项工作由项目BRIDGE-BS（推进黑海研究与创新，促进在具有韧性的生态系统中的蓝色增长）资助，该项目由欧盟的Horizon 2020研究与创新计划资助，授权协议编号为101000240。此外，本工作还在DoE 2023–2027（MUR, AIS.DIP.ECCELLENZA2023_27.FF项目）的框架下进行。
