Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 4. С. 222-232
О динамике искусственной сликовой полосы в прибрежной зоне Чёрного моря
О.В. Шомина
1 , И.А. Капустин
1, 2 , А.В. Ермошкин
1 , С.А. Ермаков
1, 2 1 Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород, Россия
2 Волжский государственный университет водного транспорта, Нижний Новгород, Россия
Одобрена к печати: 05.06.2019
DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-4-222-232
Известно, что плёночные слики на морской поверхности могут отражать различные геофизические процессы в верхнем слое океана и в атмосфере. Полосовые сликовые структуры, проявляющиеся на радиолокационных изображениях морской поверхности при слабых и умеренных скоростях ветра, обычно ассоциируют с морскими течениями. В настоящей работе представлены результаты первых экспериментов по исследованию динамики искусственной сликовой полосы в поле морского течения и ветра. Показано, что вклад ветра в направление распространения сликовой полосы может быть существенным, а на определённых этапах динамики полосы влиянием эффектов растекания поверхностно-активных веществ можно пренебречь. Для этих квазистационарных участков сликовой полосы исследовано эмпирическое соотношение между шириной полосы и расчётной скоростью поверхности. Преимуществом развиваемого подхода является возможность получения информации о пространственной структуре скорости поверхности вдоль сликовой полосы на основе данных о её форме и гидрометеорологических измерений в любой её точке. Предлагаемый метод может оказаться эффективным при верификации данных дистанционного зондирования.
Ключевые слова: морские течения, сликовая полоса, морская поверхность, поверхностно-активные вещества
Полный текстСписок литературы:
- Ермаков С. А. Влияние пленок на динамику гравитационно-капиллярных волн. ИПФ РАН, 2010. С. 163.
- Ермаков С. А., Капустин И. А., Лазарева Т. Н., Шомина О. В. Экспериментальное исследование разрушения поверхностных пленок обрушивающимися гравитационными волнами. Предварительные результаты // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. T. 12. № 1. С. 72–79.
- Ермаков С. А., Лаврова О. Ю., Капустин И. А., Макаров Е. В., Сергиевская И. А. Исследование особенностей геометрии пленочных сликов на морской поверхности по данным спутниковых радиолокационных наблюдений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 3. С. 97–105.
- Ермаков С. А., Ермошкин А. В., Капустин И. А. Об эффекте сжатия пленочного слика // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 3. С. 288–294.
- Ермошкин А. В., Капустин И. А. Исследование особенностей растекания пленок поверхностно-активных веществ на поверхности внутренних водоемов морским навигационным радиолокатором // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 6. С. 136–142.
- Капустин И. А., Ермошкин А. В., Богатов Н. А., Мольков А. А. Об оценке вклада приводного ветра в кинематику сликов на морской поверхности в условиях ограниченных разгонов волнения // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. T. 16. № 2. С. 163–172.
- Лаврова О. Ю., Митягина М. И., Сабинин К. Д., Серебряный А. Н. Изучение гидродинамических процессов в шельфовой зоне на основе спутниковой информации и данных подспутниковых измерений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 5. С. 98–123.
- Лаврова О. Ю., Митягина М. И., Костяной А. Г. Спутниковые методы выявления и мониторинга зон экологического риска морских акваторий. М.: ИКИ РАН, 2016. 334 с.
- Малиновский В. В., Дулов В. А., Кориненко А. Е., Большаков А. Н., Смолов В. Е. Натурные исследования дрейфа искусственных тонких пленок на морской поверхности // Изв. Российской акад. наук. Физика атмосферы и океана. 2007. Т. 43. № 1. С. 117–127.
- Ermakov S., Kapustin I., Sergievskaya I. Remote sensing and in situ observations of marine slicks associated with inhomogeneous coastal currents // Proc. SPIE ― Intern. Society for Optical Engineering. 2011. V. 8175. No. 81750R.
- Ermakov S., Kapustin I., Molkov A., Leshev G., Danilicheva O., Sergievskaya I. Remote sensing of evolution of oil spills on the water surface // Remote Sensing of the Ocean, Sea Ice, Coastal Waters, and Large Water Regions: Proc. SPIE, 2018. V. 10784. No. 107840L.
- Espedal H. A., Johannessen O. M., Johannessen J. A., Dano E., Lyzenga D. R., Knulst J. C. COASTWATCH’95: ERS 1/2 SAR detection of natural film on the ocean surface // J. Geophysical Research: Oceans. 1998. V. 103. No. C11. P. 24969–24982.
- Fingas M. Introduction to Oil Spill Modeling // Oil Spill Science and Technology, 2nd ed. Elsevier: Gulf professional publishing, 2017. Ch. 8. P. 419–454.
- Ivanov A. Y., Ginzburg A. I. Oceanic eddies in synthetic aperture radar images // J. Earth System Science. 2002. V. 111. No. 3. P. 281–295.
- Kapustin I. A., Shomina O. V., Ermoshkin A. V., Bogatov N. A., Kupaev A. V., Molkov A. A., Ermakov S. A. On Capabilities of Tracking Marine Surface Currents Using Artificial Film Slicks // Remote Sensing. 2019. V. 11(7). No. 840.
- Lavrova O. Yu., Sabinin K. D. Fine spatial structure of flows on satellite radar image of the Baltic Sea // Doklady Earth Sciences. 2016. V. 467. No. 2. P. 427–431.
- Lavrova O., Serebryany A., Bocharova T., Mityagina M. Investigation of fine spatial structure of currents and submesoscale eddies based on satellite radar data and concurrent acoustic measurements // Proc. SPIE ― Intern. Society for Optical Engineering. 2012. V. 8532. No. 85320L.
- Lavrova O., Serebryany A., Bocharova T. Investigation of small scale hydrodynamic processes using high resolution SAR imagery and ADCP data // 2013 European Space Agency Living Planet Symp. 2013. P. 9–13.
- Marmorino G. O., Smith G. B., Toporkov J. V., Sletten M. A., Perkovic D., Frasier S. J. Evolution of ocean slicks under a rising wind // J. Geophysical Research: Oceans. 2008. V. 113. No. C04030.
- Ochadlick J. A. R., Cho P., Evans‐Morgis J. Synthetic aperture radar observations of currents colocated with slicks // J. Geophysical Research. 1992. V. 97. No. C4. P. 5325–5330.
- Rohrs J., Christensen K. H. Drift in the uppermost part of the ocean // Geophysical Research Letters. 2015. V. 42. P. 10349–10356.
- Wu J. Sea-surface drift currents induced by wind and waves // J. Geophysical Research. 1983. V. 13. No. 8. P. 1441–1451.