Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 1. С. 72-79
Экспериментальное исследование разрушения поверхностных пленок обрушивающимися гравитационными волнами. Предварительные результаты
С.А. Ермаков
1,2 , И.А. Капустин
1 , Т.Н. Лазарева
1 , О.В. Шомина
1 1 Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород, Россия
2 Волжский государственный университет водного транспорта, Нижний Новгород, Россия
Изучение механизмов разрушения нефтяных разливов, а также естественных биогенных пленок в условиях сильного ветра и интенсивного волнения является весьма важным для задач дистанционного зондирования океана. Устойчивость пленок к разрушению при ветроволновом воздействии должна зависеть от их физических характеристик, поэтому наличие или отсутствие сликов на морской поверхности может дать информацию о характеристиках и природе пленок. В работе представлены результаты натурных и лабораторных исследований механизма разрушения пленок поверхностно-активных веществ (ПАВ) интенсивными поверхностными волнами. Получено, что для пленок биогенной природы в областях обрушений волн имеет место уменьшение концентрации ПАВ, проявляющееся в увеличении коэффициента поверхностного натяжения, по крайней мере, при сравнительно невысоких уровнях концентрации биомассы (фитопланктона) в воде. Механизм разрушения пленки в зоне обрушений гравитационных волн промоделирован в условиях контролируемого лабораторного эксперимента с искусственными поверхностными пленками. Аналогично результатам натурных наблюдений показано, что в областях обрушивающихся гребней волн происходит увеличение коэффициента поверхностного натяжения, свидетельствующее о разрушение пленки за счет вертикального перемешивания, связанного с генерацией турбулентности при обрушении.
Ключевые слова: пленки поверхностно-активных веществ, ветровые волны, слики, турбулентность, дистанционное зондирование
Полный текстСписок литературы:
- Ермаков С.А. Влияние пленок на динамику гравитационно-капиллярных волн. Н.Новгород: ИПФ РАН. 2010. 164 с.
- Ермаков С.А., Капустин И.А., О законе расширения турбулентного следа за надводным судном // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2009. T. 1. № 6. C. 364-372.
- Монин А.С., Красицкий В.П. Явления на поверхности океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 376 с.
- Ermakov S.A., Kapustin I.A., Lazareva T.N., Sergievskaya I.A., Andriyanova N.V. On the possibilities of radar probing of eutrophication zones in water reservoirs // Izvestiya atmospheric and oceanic physics. 2013. V. 49. № 3. P. 307-314.
- Ermakov S.A., Kapustin I.A., Sergievskaya I.A. On peculiarities of scattering of microwave radar signals by breaking gravity-capillary waves // Radiophysics and quantum electronics.2012. T. 55. № 07. P. 500-509.
- Lange P., Huehnerfuss H. Horizontal surface tension gradients induced in monolayers by gravity water wave action // J. Phys. Oceanogr. 1984. V. 14. P. 1620-1629.
- Gade M., Huehnerfuss H., Korenowski G. Marine surface films. Springer, 2006. 341 p.
- Rapp R.J., Melville W.K. Laboratory measurements of deep-water breaking waves // Phil. Trans. R. Soc. Lond. 1990. V. A311. P. 735 – 800.
- Scott J.C., Thomas N.H. Sea surface slicks - surface chemistry and hydrodynamics in radar remote sensing // Wind-over-wave couplings. Perspectives and prospects. Clarendon Press, Oxford. 1999. P. 221-229.