<< Томография океана

Что такое акустическая томография океана

Акустическая томография океана - быстроразвивающееся направление, включающее в себя достижения современной волновой физики, математики, инженерии. Суть акустической томографии состоит в восстановлении внутренней структуры океана по данным акустического зондирования огромных (порядка сотен и тысяч километров) регионов. Никакое излучение, кроме акустических волн, не способно распространяться на такие расстояния в морской воде. Таким образом, перспективы томографических методов исследования океана связаны с тем, что на данный момент это единственный способ мониторинга больших акваторий. Основными объектами мониторинга являются его рефракционные неоднородности (отклонения глубинного профиля скорости звука от, например, среднесезонных значений) и кинетические неоднородности - глобальные течения типа Гольфстрима и локальные синоптические вихри, аналогичные атмосферным вихрям. Последние представляют особенный интерес, поскольку, в соответствии с современными представлениями, именно в них сосредоточено до 90% кинетической энергии океана. Никакими локальными (с помощью датчиков) измерениями невозможно проследить возникновение и развитие такого рода образований.

Аппаратно акустическая томография океана осуществляется с помощью систем вертикальных антенн, расположенных по периметру изучаемого региона. Расположенные на вертикальных антеннах гидрофоны принимают сигналы от источников, расположенных также по периметру акватории.

Наметившаяся тенденция исследования океана с помощью относительно дешевых дрейфующих и "ныряющих" зондов-датчиков температуры, солености, давления, которые позволили осуществить картирование многих частей мирового океана, не может дать необходимую развивающуюся во времени картину в тех случаях, когда необходим динамический мониторинг океана в реальном времени. Также томография остается привлекательной в локальных областях, например, в шельфовой зоне. Поэтому можно предположить, что 'ниша' акустической томографии океана не сможет быть полностью закрыта другими методами исследования и будет расширена, как только это позволят новые схемы, выводящие исследования из стадии эксперимента и делающие их применение экономически целесообразными.

Однако многолетние исследования различных групп как в России, так и за рубежом (в первую очередь США, Франции, Японии) выявили ряд принципиальных трудностей как фундаментального так и технического характера, присущих томографии океана. Эти трудности связаны с тем, что исчерпывающая информация получается только при многоракурсном облучении исследуемой акватории. Вследствие этого чрезвычайно трудоемкого и высокой стоимости процесса, несмотря на очевидную научную, прикладную и экономическую ценность акустической томографии океана, ее использование не вышло за рамки отдельных экспериментов.