Исследование особенностей генерации и распространения внутренних волн неприливного происхождения на основе комплексного использования спутниковой информации
(РФФИ 08-02-00831-а.)
Представленные результаты получены в рамках выполнения проекта РФФИ 08-02-00831-а.
В ходе спутникового мониторинга, проводимого сотрудниками лаборатории Аэрокосмической радиолокации ИКИ РАН, выявлены случаи поверхностных проявлений цугов внутренних волн на спутниковых радиолокационных изображениях, зарегистрированных над акваториями Черного, Каспийского и Балтийского морей. Получены статистически обоснованные данные о пространственной изменчивости поверхностных проявлений внутренних волн неприливной природы и локализованы районы их зарождения и распространения. Составлены карты пространственного распределения поверхностных проявлений внутренних волн, выявленных по радиолокационным данным за период наблюдения, для северо-восточной и западной частей Черного моря, Центрального Каспия и центральной части Балтийского моря.
Несмотря на усиленное внимание к исследованию внутренних волн в океане, наиболее изученными экспериментально и описанными теоретически остаются внутренние гравитационные волны в океане, возбуждаемые под действием полусуточных приливов. В то же время, разнообразие условий, влияние огромного числа факторов как атмосферного, так и внутриокеанического происхождения, при большой сложности и стоимости натурных измерений создают определенную фрагментарность сведений о процессах, приводящих к возбуждению внутренних гравитационных волн в замкнутых бесприливных морях. Наблюдаемые внутренние волны в бесприливном море существенно менее интенсивны, чем их аналоги в океане или морях с приливами, однако более разнообразны с точки зрения механизмов своего происхождения.
Полученные нами результаты показали, что спутниковое радиолокационное зондирование морской поверхности является действенным средством наблюдения и изучения не только внутренних волн, порождаемых приливными течениями в шельфовых зонах океана, но и внутренних волн в морях без приливов, существенным образом отличающихся по своим физико-географическим признакам, по структуре основных течений, по особенностям гидрологического режима и формирования сезонного термоклина, по направлению главенствующих ветров и состоянию приводного слоя атмосферы.
Нами накоплен достаточный экспериментальный материал, позволяющий утверждать, что привлечение к исследованию совокупности данных спутникового дистанционного зондирования, полученных различными сенсорами (радиолокация, оптический и ИК диапазоны) позволяет локализовать районы зарождения внутренних волн неприливного происхождения, восстановить сопутствующую целостную картину метеорологических и гидродинамических явлений и процессов, и делать предположения о непосредственном механизме их генерации.
Ключевым моментом являлось комплексное использование данных, различных по своей физической природе (активное и пассивное микроволновое зондирование, оптические и ИК данные), пространственному разрешению и размерности. Список сенсоров и носителей приводится ниже.
Радиолокационные данные Envisat ASAR предоставлены Европейским Космическим Агентством (ЕКА) в рамках проектов C1P.1027 и AO Bear 2775. Данные сенсоров Aqua/Terra MODIS и NOAA AVHRR любезно предоставлены нашими коллегами из МГИ НАНУ.
Поверхностные проявления внутренних волн в северо-восточной части Черного моря
Поверхностные проявления внутренних волн в западной части Черного моря
Обобщенная карта-схема распределения поверхностных проявлений внутренних волн, выявленных по данным спутниковой радиолокации в западном секторе Черного моря
|
Примеры радиолокационных образов поверхностных проявлений внутренних волн в западной части Черного моря:
I. Шельф южного берега Крыма:
07.08.2009
23.07.2010
II. Западный шельф Черного моря:
08.06.2010
26.05.2010
III. Босфорское предпроливье:
10.05.2010
23.05.2010
|
Поверхностные проявления внутренних волн в центральной части Каспийского моря
Поверхностные проявления внутренних волн в Балтийском море
Обобщенная карта-схема распределения ППВВ, выявленных по данным спутниковой радиолокации в Балтийском море
|
Примеры радиолокационных образов поверхностных проявлений внутренних волн в Балтийском море:
01.07.2009
05.08.2009
12.07.2010
24.07.2010
30.07.2010
|
Используемые сенсоры
|
Радиолокаторы с синтезированной апертурой ASAR ИСЗ Envisat, SAR ИСЗ ERS-2, SAR ИСЗ RADARSAT, пространственное разрешение 12, 5 -75 м;
|
|
ИК-радиометры AVHRR ИСЗ серии NOAA; спектральный канал 10,3 -11,3 мкм, разрешение на местности около 1 км
|
|
Сканирующие спектрорадиометры MODIS ИСЗ Terra/Aqua; спектральные каналы: 0,622-0,672 мкм, 0,546-0,556 мкм и 0,438 -0, 448 мкм, разрешение на местности 250 м
|
ї ИКИ РАН, 2009
|
