Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 18. № 1. С. 188-196

Натурные подспутниковые наблюдения конвергентных течений в приповерхностном слое воды по их пенным образам

И.А. Капустин 1, 2 , Д.В. Вострякова 1, 3 , А.А. Мольков 1, 2 , О.А. Даниличева 1 , Г.В. Лещёв 1 , С.А. Ермаков 1, 2 
1 Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород, Россия
2 Волжский государственный университет водного транспорта , Нижний Новгород, Россия
3 Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского , Нижний Новгород, Россия
Одобрена к печати: 07.12.2020
DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-1-188-196
При умеренных и сильных ветрах на поверхности водоёма формируются пенные полосы. Возможны несколько причин появления пенных структур на поверхности водоёма. Например, пена может образовываться в процессе обрушения ветровых волн или при всплытии растворённых в толще воды пузырьков с адсорбированными на их поверхность поверхностно-активными веществами (ПАВ), а на форму пенной структуры оказывает влияние приповерхностное течение, приводящее к переносу и компрессии ПАВ на поверхности воды. Пенные структуры могут регистрироваться на оптических изображениях и за счёт цветового контраста. В настоящей работе представлены результаты исследования структуры пенных полос на водной поверхности. В ходе натурных экспериментов в акватории Горьковского вдхр. одновременно с получением оптического спутникового изображения Sentinel-2A были проведены квазисинхронные измерения полей течения и ветра. В месте расположения зарегистрированной на оптическом спутниковом изображении полосы была обнаружена область конвергенции течений, связанная, предположительно, с температурным градиентом водных масс и нестационарным характером течений в водохранилище. Рассмотрены возможные механизмы образования пенной полосы и предложено их физическое объяснение.
Ключевые слова: пена на морской поверхности, поверхностно-активные плёнки, слики, ADCP-измерения, спутниковые изображения, конвергенция течений
Полный текст

Список литературы:

  1. Даниличева О. А., Ермаков С. А., Капустин И. А. О восстановлении поля поверхностных морских течений с использованием последовательных спутниковых радиолокационных изображений сликовых структур // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 2. С. 206–214.
  2. Ермаков С. А. Влияние пленок на динамику гравитационно-капиллярных волн. Н. Новгород: ИПФ РАН, 2010. 164 с.
  3. 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.
  4. Ермаков С. А., Лаврова О. Ю., Капустин И. А., Ермошкин А. Б., Мольков А. А., Даниличева О. А. О гребенчатой структуре границ сликов на морской поверхности // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 7. С. 208–217.
  5. Капустин И. А., Мольков А. А. Структура течений и глубины в озерной части Горьковского водохранилища // Метеорология и Гидрология. 2019. № 7. С. 110–117.
  6. 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.
  7. Лаврова О. Ю. Слики как индикаторы вихревой активности в прибрежной зоне // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2005. Вып. 2. Т. 5. С. 118–123.
  8. Лаврова О. Ю., Лупян Е. А., Митягина М. И., Уваров И. А. Информационная система See the Sea: текущие возможности и перспективы развития // Информационные технологии в дистанционном зондировании Земли — RORSE 2018: сб. ст. 16-й конф. «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». 12–16 нояб. 2018, Москва. 2018. С. 367–373.
  9. Мольков А. А., Капустин И. А., Ермаков С. А., Сергиевская И. А., Шомина О. В., Лазарева Т. Н., Даниличева О. А., Лещев Г. В. Гидрофизическая лаборатория ИПФ РАН «Геофизик» как эффективный инструмент лимнологического мониторинга // Научные проблемы оздоровления российских рек и пути их решения: сб. ст. конф. 8–14 сент. 2019, Нижний Новгород. 2019. С. 214–218.
  10. Монин А. С., Красицкий В. П. Явления на поверхности океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 376 с.
  11. Смирнова М. В., Капустин И. А. Развитие нового подхода к исследованию процесса выноса поверхностно-активных веществ всплывающими в жидкости пузырьками газа // Ученые записки физ. фак. Московского ун-та. 2018. № 6. С. 1860302.
  12. Шарков Е. А. Обрушающиеся морские волны: структура, геометрия, электродинамика. М.: Науч. мир, 2009. 304 с.
  13. Шомина О. В., Капустин И. А., Ермошкин А. В., Ермаков С. А. О динамике искусственной сликовой полосы в прибрежной зоне Черного моря // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 4. С. 222–232.
  14. Deane G. B., Stokes M. D. Scale dependence of bubble creation mechanisms in breaking waves // Nature. 2002. V. 418. No. 6900. Р. 839–844.
  15. Ermakov S., Kapustin I., Lazareva T. Ship wake signatures in radar/optical images of the sea surface: observations and physical mechanisms // Proc. SPIE — The Intern. Society for Optical Engineering. 2014. V. 92400N. Art. No. 92400N-6. 7 p. DOI: 10.1117/12.2067367.
  16. 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. No. 7.  Art. No. 840. 17 p.
  17. Peltzer R. D., Griffin O. M., Barger W. D., Kaiser J. A. C. High resolution measurements of surface-active film redistribution in ship wakes // J. Geophysical Research. 1992. V. 97. No. C4. P. 5231–5252.
  18. Shomina O. V., Ermoshkin A. V., Danilicheva O. A., Tarasova T. V., Kapustin I. A., Ermakov S. A. Slick bands kinematics due to marine current and wind: study and simulation // Remote Sensing of the Ocean, Sea Ice, Coastal Waters, and Large Water Regions: Proc. SPIE. 2019. V. 11150. Art. No. 111501J. 6 p.
  19. Wetter R. A., Dean P. Jr., Marra J., Price J. F., Francis E. A., Boarman D. C. Three-Dimensional Flow in the Upper Ocean // Science. 1985. V. 227. P. 1552–1556.