Вперше розроблено в організаціях Державної Гідрометеорологічної служби спеціалізована підсистема контролю якості даних морських берегових спостережень у межах системи АССОКА. Вперше виявлено, що довготривалі зміни аномалій висоти хвиль в прибережній зоні Азово-Чорноморського регіону характеризуються квазіперіодичними коливаннями міждесятилітнього масштабу, що вказує на зв'язок з глобальними кліматичними процесами. Вперше проведено класифікацію великомасштабних синоптичних процесів, що призводить до штормів в Азово-Чорноморському басейні. Виявлено, що на десятилітньому-міждесятилітньому масштабі відзначено зміну вітро-хвильового режиму.

  Скачати повний текст

Досліджено вплив неоднорідностей океанського середовища на вітрові хвилі. Як неоднорідності розглянуто мезомасштабну фронтальну зону, струминну течію, внутрішні хвилі, зони конвергенції, а також самі вітрові хвилі, що впливають на хвилі меншого масштабу. Експериментально досліджено еволюцію хвиль околу спектрального піка на мезомасштабній течії, виявлено ефекти захоплення хвиль течією. Виконано теоретичне й експериментальне дослідження еволюції вітрових хвиль проміжного (рівноважного) інтервалу на неоднорідність океану різних масштабів. Основну увагу приділено реакції вітрових хвиль як варіацій інтенсивності їх обрушення. Виявлено ефекти модуляції інтенсивності обрушення енергонесучими поверхневими хвилями, вплив на обрушення горизонтальних зсувів швидкості течії, варіації температури поверхні океану, захоплені течією хвилі. Виконано теоретичне дослідження трихвильових взаємодій у гравітаційно-капілярному інтервалі вітрових хвиль. Показано, що взаємодії капілярних хвиль з гравітаційними набагато сильніше, ніж взаємодії лише між капілярними хвилями.

  Скачати повний текст

На базі методу багатомасштабних асимптотичних розкладань побудовано теоретичну модель поширення гравітаційних хвиль скінченної амплітуди. Отримано рівномірно придатне асимптотичне розкладання до величин третього порядку малості для потенціалу швидкості руху рідини і підвищення поверхні басейну. Шляхом визначення траєкторій руху часток рідини за допомогою Лагранжевих координат виведено рівняння, що визначає швидкість Стоксового дрейфу та величину повного середнього переносу маси. Досліджено залежність амплітудно-фазової структури збурень від глибини басейну, товщини льоду і нелінійності його вертикальних прискорень та частоти і крутості хвильових гармонік. Проаналізовано вплив льоду на нелінійне перенесення маси.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано фізичні принципи, розроблено та експериментально перевірено дистанційні багаточастотні радіолокаційні методи вивчення неоднорідностей морської поверхні, спричинених розлиттям поверхнево-активних речовин (ПАР), неоднорідностей, що виникають у акваторіях потужних морських течій. Доведено переваги багаточастотного радіолокаційного зондування для оцінки параметрів плівок ПАР на морській поверхні, моніторингу найбільш динамічних примежевих зон морських течій та визначення меж течії. Сформульовано вимоги до параметрів багаточастотних радіолокаційних систем для досліджень неоднорідностей морської поверхні, які реалізовані під час створення авіаційного комплексу "МАРС". Розроблено та експериментально перевірено за допомогою комплексу "МАРС" методики багаточастотних радіолокаційних досліджень вказаних неоднорідностей.

  Скачати повний текст

На підставі аналізу результатів натурних досліджень, виконаних зі стаціонарної океанографічної платформи, проаналізовано статистичні та кінематичні характеристики обвалень вітрових хвиль (ВХ). Розглянуто статистичні особливості різних просторово-часових характеристик обвалень ВХ на морській поверхні, вивчено їх взаємозв'язок зі спектром і дисипацією енергії ВХ. Експериментальні дані оброблено за допомогою оригінальної методики автоматичного виділення обвалень ВХ з відеозаписів морської поверхні (близько 40 год. відеозаписів, що містять інформацію про більш, ніж 250 000 індивідуальних подій-обвалень, які відносяться до широкого набору метеохвильових ситуацій). Увагу приділено дослідженню статистичних і кінематичних індивідуальних обвалень, зокрема, оцінці частки запіненості морської поверхні, геометричним властивостям баранчиків і їх розподілу за швидкістю та напрямами руху, розподілу довжин гребенів, що обрушуються, а також розподілу тривалостей і просторово-часових об'ємів подій. Одержано оцінки спектральної та інтегральної дисипації вітрового хвилювання.

  Скачати повний текст

Проведено числовий аналіз згинно-нагинних коливань рівня та просторово-часової мінливості течій в оз. Донузлав і Азовському морі, що виникають під дією характерних для цих районів полів вітру. Досліджено фізичні закономірності розповсюдження пасивної домішки в Азовському морі з урахуванням вітрових дій із застосуванням одно-, дво- та тривимірних нелінійних гідродинамічних моделей. Обгрунтовано необхідність використання нелінійності рівнянь руху для мілководних басейнів. Шляхом порівняння результатів числових експериментів і даних спостережень визначено коефіцієнт поверхневого тертя для Азовського моря. Проведено аналіз чутливості результатів моделювання у разі застосування в розрахунках різних представлень коефіцієнта поверхневого тертя через швидкість вітру. Прийнятну точність математичного прогнозу екстремальних характеристик вітрових збуджень рівня моря підтверджено шляхом порівняння результатів моделювання з даними спостережень на гідрометеорологічних станціях Генічеськ і Маріуполь.

  Скачати повний текст

Знайдено нове раніше невідоме сімейство сингулярних періодичних потенціальних гравітаційних хвиль з загостреними гребенями (нерегулярні хвилі), відмінні від відомих стоксових хвиль. Показано, що залежність фазової швидкості даних хвиль від амплітуди (амплітудно-частотна характеристика) має неоднозначний характер в області великих амплітуд, близьких до межової. За кожної амплітуди існують гравітаційні хвилі з двома різними конфігураціями профілю вільної поверхні: хвиля з округлим гребенем (стоксові хвилі) та хвиля з загостреним гребенем (нерегулярні хвилі). Установлено, що ці хвилі мають різні фазові швидкості, енергію, імпульс, що має місце і для субгармонічних гравітаційних хвиль - - модульованих періодичних хвиль великої амплітуди з гребенями різної висоти, які утворюються внаслідок нестійкостей стоксових хвиль. Розроблено новий спектральний метод розрахунку стаціонарних періодичних хвиль для випадку нескінченної глибини, оптимізований для ефективного обчислення крутих хвиль, що мають загострену форму, - узагальнений метод Фур'є розкладів. Запропоновано нову загальну реалізацію методу звичайних Фур'є розкладів для довільної глибини, зокрема для випадку субгармонічних хвиль.

  Скачати повний текст

Розроблено новий метод реконструкції полів швидкостей течій у деякій прибережній області океану за експериментальними даними, одержаними на нерегулярній сітці, які можуть мати значні просторові пропуски і містять помилки, статистика яких у загальному випадку невідома. Метод базується на представленні, згідно з теоремою Гельмгольца, двовимірного векторного поля швидкостей течій через два скалярні потенціали - функцію току та потенціал швидкості. Поля функції току та потенціалу швидкості, що необхідно визначити, представляються у вигляді розкладань за базисними функціями, кефіцієнти яких оцінюються за даними вимірювань швидкостей течій. Запропоновано інформаційний критерій, що дозволяє здійснювати вибір оптимального рішення з ансамблю всіх можливих рішень, що узгоджуються з експериментальними даними. Розроблений метод верифіковано за допомогою числових тестових розрахунків. Наведено приклади практичного затосування нового методу й алгоритмів для обробки даних спостережень за течіями, одержаних з використанням різних вимірювальних засобів у певних прибережних регіонах Світового океану.

  Скачати повний текст

Удосконалено акустичний диференціально-часовий метод контролю швидкості течії рідин, в якому компенсуються апаратні затримки сигналу та визначається швидкість звуку. Вперше запропоновано акустичний багатоканальний метод вимірювання профілю швидкості звуку та профілю вектора течії з використанням стаціонарних приладів. Розроблено математичну модель методу. Вперше запропоновано, досліджено та реалізовано акустичний метод вимірювання швидкості течії за дисперсією спектра пульсацій швидкості. Удосконалено метод "швидкість-рівень" вимірювання витрат вод шляхом акустичного контролю швидкості та рівня вод і додатково параметрів поверхневого хвилювання. Розроблено та створено універсальний акустичний прилад для цих цілей.

  Скачати повний текст

З використанням результатів натурних досліджень поля морських поверхневих хвиль вивчено особливості формування полів акустичного й електромагнітного випромінювання, розсіяних на межі океан - атмосфера. Одержано дані про ухили морської поверхні у взаємозв'язку зі швидкістю вітру. Побудовано статистичні моделі, що описують цю залежність. Виявлено зміни характеру анізотропії когерентності у вітрових хвилях за масштабів, наближених до масштабу домінантних хвиль. Запропоновано фізичні механізми даного явища. Одержано оцінки зміни характеристик розсіяних на морській поверхні акустичних і електромагнітних полів, зумовлених анізотропією коротких вітрових хвиль, а також нелінійними ефектами у полі вітрових хвиль, що призводять до відхилення розподілів ухилів морської поверхні від розподілу Гаусса. Зазначено, що результати досліджень є актуальними для інтерпретації даних дистанційного зондування океану з космосу, а також для досліжень океану у шельфовій зоні за методами акустичної томографії.

  Скачати повний текст

Вперше показано, що захоплені топографічні хвилі модуляційно нестійкі. Побудовано модель взаємодії захоплених топографічних хвиль із турбулентністю придонного шару. Одержано вертикальний розподіл густини енергії турбулентності, генерованої хвилею. Досліджено, що обертання Землі призводить до того, що в довгохвильовій межі внутрішні хвилі модуляційно нестійкі. Визначено середні течії, індуковані хвилею та поправку до середньої густини. Встановлено, що за наявності турбулентної в'язкості та дифузії вертикальна складова швидкості стоксового дрейфу відмінна від нуля та вносить визначальний вклад у хвильовий перенос.

  Скачати повний текст

Розроблено нову числову модель приповерхневого турбулентного шару, що враховує спільну дію перекидання хвиль, циркуляції Ленгмюра та вертикального зсуву швидкості. Здійснено автомодельні розв'язки розповсюдження шару турбулентності, що виникає внаслідок одного перекидання хвилі. Сформовано числову лагранжеву модель розповсюдження поверхневої плями нафти, що враховує взаємодію між лагранжевими частками через поле тиску і дозволяє моделювати розтікання плям неправильної форми. Розроблено нову напівемпіричну модель формування граничного розподілу крапель нафти під час подрібнення вітровими хвилями, що перекидаються. Удосконалено тривимірну лагранжеву модель дисперсії нафти в морі, що дозволяє розв'язувати рівняння для концентрації нафти у воді та досліджувати еволюцію спектра розмірів нафтових крапель з глибиною та у часі. Об'єднано розроблені моделі різних фізичних і фізико-хімічних процесів у єдину прогностичну систему, що працює разом з моделлю хвиль, моделями гідродинаміки та прогнозу погоди.

  Скачати повний текст