В прибрежной зоне турбулентные явления с пространственным масштабом 0,1 - 1 км, сопровождающиеся сильными вертикальными потоками, трудно идентифицировать по измерениям температуры вследствие перемешивания воды. В данной работе на основе прямых измерений показано, что турбулентные струтуры ярко проявляются в поле обрушений ветровых волн. Получены эмпирические оценки отклика интенсивности обрушений волн на величину дивергенции течения. Построена теоретическая модель влияния неоднородностей течения на обрушения, описывающая экспериментальные данные.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д217.31

Рубрики:

Поверхневі сейсмічні хвилі

Шифр НБУВ: Ж14253 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Описаны технические характеристики, конструкция и результаты натурных испытаний малогабаритной автономной буйковой станции для метео- и волнографических измерений. Особенность станции состоит в легкости ее обслуживания. Вес рабочего модуля 30 кГ. Постановку и подъем станции можно проводить с маломерного судна без специального оборудования.

Рассмотрен вопрос о подспутниковой калибровке радиолокационной станции бокового обзора (РЛС БО) спутника "Січ-1М" как средства для оценки скорости приводного ветра. Обсуждена возможность использования значений метео- и волнографических параметров, измеренных со стационарной океанографической платформы Экспериментального отделения МГИ, для их оценки в удаленных областях моря. Эти области можно наблюдать РЛС БО без помех, обусловленных попаданием берега в элемент разрешения. Чтобы экспериментально доказать такую возможность, были выполнены синхронные измерения температуры воды и воздуха, скорости ветра и характеристик волнения с платформы и в акватории, прилегающей к ней со стороны моря на расстояниях до 4,8 км. Получены количественные оценки степени пространственной однородности исследуемых параметров для условий стабильного ветра, направленного со стороны моря. Сделан вывод о возможности использования платформы для подспутниковых измерений с целью валидации и совершенствования алгоритма восстановления скорости приводного ветра для РЛС БО спутника "Січ-1М".

Рассмотрено возможное решение проблемы обеспечения контрольно-калибровочных работ для радиолокатора бокового обзора ИСЗ "Сич-1М". Методика проведения калибровки учитывает особенности формирования радиолокационных изображений морской поверхности, связанные с различными механизмами рассеяния и широким диапазоном углов наблюдения. Предложен состав технического комплекса, обеспечивающий измерения параметров поверхности и атмосферы, формирующих удельную эффективную площадь рассеяния моря. Приведены технические характеристики комплекса и результаты его апробации в натурных условиях на океанографической платформе в период 2002 - 2004 гг.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д221(922.8),8

Рубрики:

Океанологія

Шифр НБУВ: Ж71487 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Описана методика натурного эксперимента по измерению вертикальных профилей векторов дрейфового течения с помощью квазилагранжевых дрифтеров. Представлены данные о вертикальных сдвигах течения на глубинах от 0,5 до 5 м, полученные в условиях нейтральной стратификации верхнего 5-метрового слоя моря при слабых и умеренных ветрах. Рассмотрено соответствие полученных данных представлениям о подповерхностном слое моря как о пристеночном турбулентном слое с течением Экмана снизу. Сделан вывод, что результаты измерений в среднем соответствуют классическим представлениям, демонстрируя как область логарифмического подслоя, так и ее переход в экмановскую спираль.

Описаны идея и конструкция лазерного локатора с повышенной чувствительностью для исследования моментов поля возвышений морской поверхности. Повышенная чувствительность устройства позволяет расширить диапазон ветровых волн, формирующих сигнал, до капиллярных масштабов (менее 1 см). Предложена улучшенная методика калибровки прибора. Представлены результаты натурных испытаний. Обсуждены полученные данные и методика их обработки. Особенностью описываемого устройства является также его портативность, что дает возможность проводить измерения с маломерного судна.

мДосліджено 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. Виконано теоретичне дослідження трихвильових взаємодій у гравітаційно-капілярному інтервалі вітрових хвиль. Показано, що взаємодії капілярних хвиль з гравітаційними набагато сильніші, ніж взаємодії лише між капілярними хвилями.

Описаны результаты совместного российско-украинского эксперимента по исследованию экстремальных поверхностных волн, проведенного с океанографической платформы в пгт. Кацивели в октябре 2009 г. Обсуждены механизмы образования волн аномальной высоты (волн-убийц) и связь частоты их появления с волновой ситуацией. Показано, что формирование экстремальных волн в натурных условиях происходит на фоне развития неустойчивости Бенджамина-Фейра и дискретного сдвига частоты максимума спектра в низкочастотную область, что соответствует результатам, полученным ранее в лабораторных условиях. Обнаружено, что метеоволновая ситуация, характерная для формирования экстремальных волн, соответствует усилению волн зыби локальным ветром.

Представлены предварительные результаты совместного российско-украинского эксперимента по выявлению влияния пленок на морской поверхности на турбулентность в приводном слое атмосферы. Эксперимент был проведен в октябре 2009 г. с океанографической платформы Морского гидрофизического института НАН Украины. Показано, что пленочный слик с характерным горизонтальным масштабом в сотни метров вызывает уменьшение аэродинамической шероховатости морской поверхности, сопровождающееся увеличением скорости ветра на фиксированном горизонте. Также обнаружено, что слик влияет на турбулентность приводного слоя атмосферы, приводя к возмущениям высокочастотных интервалов спектров турбулентных флуктуаций скорости, температуры, концентраций водяного пара и углекислого газа.

Представлены оценки пространственных спектров коротких ветровых волн диапазона 6 мм - 30 см. Оценки выполнены путем обработки массивов стереофотографий морской поверхности, полученных на океанографической платформе МГИ НАН Украины в ходе экспедиций 2009 - 2010 гг. Применен новый подход к обработке - спектры волн, оцененные из стереопар фотографий, использованы для калибровки спектров, полученных Фурье-преобразованием поля яркости тех же изображений. Продемонстрировано соответствие полученных данных ранее предложенным физическим моделям и ряду экспериментальных результатов. Обсуждены форма спектров кривизны и зависимость спектрального уровня от скорости ветра.

Приведены средства оперативного прогноза катастрофических погодных явлений в Черноморском регионе с использованием мезомасштабных атмосферных моделей ММ5 и WRF, а также волновой модели WAM. Показано, что наводнение в Краснодарском крае России 1 июля 2012 г. было предсказано за 5 дней, а катастрофический шторм 11 ноября 2007 г. вблизи побережья Крыма - за 3 дня до трагических событий. Обсуждены качество системы регионального прогноза МГИ НАН Украины и ее преимущества перед системами глобального прогноза. Система оперативного регионального моделирования атмосферы в МГИ НАН Украины могла бы стать элементом возможной системы раннего оповещения о погодных катастрофах в Азово-Черноморском регионе.

Представлены результаты лабораторных и натурных экспериментов, выполненных в ноябре - декабре 2014 г., по исследованию турбулентности, индуцируемой волновым движением. В штилевых условиях, когда отсутствуют обрушения волн, проведены синхронные измерения возвышений свободной поверхности воды и флуктуаций 3-х компонент скорости частиц воды в диапазонах волновых и турбулентных частот и в диапазоне глубин от поверхности до половины длины поверхностных волн. Разработан метод разделения измеренных флуктуаций скорости на волновую составляющую и 2 турбулентные (индуцированную волновыми движениями и фоновую гидродинамическую турбулентность). Прямыми инструментальными измерениями подтверждено расслоение волнового потока на приповерхностный турбулентный слой, индуцированный волновым движением, и нижележащий слой с фоновой гидродинамической турбулентностью.

Рассмотрены возможности использования данных высокого пространственного разрешения со спутников Landsat-8 и Sentinel-1 для исследования и мониторинга прибрежной зоны Севасто- поля. Приведен обзор наблюдаемых явлений морской среды, описаны физические механизмы их проявлений на спутниковых снимках. Сформирована база спутниковых данных и выполнен их анализ. Обсуждены данные о мезомасштабных структурах в поле шероховатости морской поверхности, паводках и распространении взвеси. Сделан вывод об уменьшении радиолокационного сигнала в областях загрязнений. Выполнен поиск проявлений сброса сточных вод в Севастополе. Получены свидетельства генерации внутренних волн заглубленной струей из диффузора сброса сточных вод вблизи м. Херсонес.

Рассмотрен новый подход к интерпретации оптических спутниковых изображений океана в зоне солнечного блика, который основан на оценке передаточной функции, связывающей контрасты яркости изображения и контрасты дисперсии уклонов морской поверхности (MSS). При выводе выражений для передаточной функции предполагается, что яркость блика формируется одним лишь зеркальным отражением солнечного света от морской поверхности, а возмущения MSS малы по сравнению со средними значениями дисперсии уклонов поверхности. В результате анализа получено поле контрастов MSS, во многом аналогичное спутниковым SAR-изображениям. Выполнен анализ изображений Черного моря, полученных со спутников Aqua и Terra в весенне-летний период 2013 г., в области солнечного блика в каналах 645 и 858 нм. Рассчитаны поля контрастов яркости изображений и контрастов MSS с пространственным разрешением 250 м. Сделан вывод, что метод дает возможность наблюдать проявления внутренних волн, мезомасштабных вихреобразных структур, фронтов, особенностей прибрежной динамики, а также позволяет обнаруживать антропогенные слики и движущиеся суда.