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.

Привeдены результаты измерений морской поверхности с помощью He-Ne лазера. Исследования проводились при различных скоростях ветра и стратификациях атмосферы. Уровень регистрируемого сигнала определялся значениями радиусов кривизны в точках отражения. Показано, что параметры распределений амплитуд импульсов и их обратных величин зависят от ветра. В области искусственного слика вследствие снижения уровня спектра ветровой ряби происходит изменение характеристик сигнала по отношению к фоновым условиям.

На океанографической платформе МГИ НАН Украины проведены натурные исследования проявления поверхностных волн в флуктуациях радиолокационного (РЛ) сигнала на длине волны 1,2 см. Анализируются традиционная модуляционная передаточная функция, описывающая вариации сечения рассеяния на масштабах поверхностных волн, а также и взаимосвязь средних изменений уровня РЛ-сигнала с групповой структурой волнения. Это представляет интерес для использования в РЛ-системах с промежуточным разрешением (~ 200 - 500 м), регистрирующих групповую структуру при сглаживании самого волнения. Экспериментальные оценки амплитуды вариаций РЛ-сигнала, вызванных групповой структурой волнения, согласуются с расчетами по двухмасштабной модели РЛ-рассеяния морской поверхности.

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.

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.

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.

Розглянуто підхід до відновлення характеристик морського середовища за даними берегових радіолокаційних станцій, що грунтується на фізичних уявленнях про компоненти розсіювання та гідрометеорологічні мінливості. У ході натурних досліджень установлено, що варіації радіолокаційного сигналу за великих кутів падіння визначаються переважно зміною параметрів обвалень вітрових хвиль. Облік компоненти розсіювання, пов'язаної з обваленнями, та її внесок у сумарний сигнал дозволяють фізично обгрунтувати визначення параметрів морської поверхні.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д221.71

Рубрики:

Поширення звукових хвиль в морській воді

Шифр НБУВ: Ж16099 Пошук видання у каталогах НБУВ