hydrophysicsФундаментальная и прикладная гидрофизикаFundamental and Applied Hydrophysics2073-66732782-5221St. Petersburg Research Center of the Russian Academy of Scienceshydrophysics-1072Research ArticleГИДРОФИЗИЧЕСКИЕ И БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПОЛЯ И ПРОЦЕССЫHYDROPHYSICAL AND BIOGEOCHEMICAL FIELDS AND PROCESSESВидимость нефтяных пленок на поверхности воды из космосаVisibility of Oil Films on the Water Surface From SpaceЛевинИ. М.LevinI. M.ocopt@yandex.ruРадомысльскаяТ. М.RadomyslskayaT. M.СавченкоВ. В.SavchenkoV. V.Санкт-Петербургский филиал Института океанологии им.П.П.Ширшова РАНRussian Federation201228112022537584Copyright © Левин И.М., Радомысльская Т.М., Савченко В.В., 20222022Левин И.М., Радомысльская Т.М., Савченко В.В.Levin I.M., Radomyslskaya T.M., Savchenko V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://hydrophysics.spbrc.ru/jour/article/view/1072

Приведены алгоритм и результаты расчета видимого контраста нефтяной пленки на поверхности моря при наблюдении из космоса в видимой, ультрафиолетовой и ближней инфракрасной областях спектра (300–800 нм). Расчеты проведены для различных типов вод и океанической атмосферы различной мутности при изменении высоты Солнца и скорости приводного ветра. Показано, что при использовании нескольких спектральных каналов возможно наблюдение нефтяных пленок на поверхности воды при скоростях ветра от 6 до 20 м/с и зенитных углах Солнца от 0 до 45 градусов. При этом наибольшие значения контраста соответствуют более высоким скоростям ветра и более высокому Солнцу.

Algorithms and results of the calculations of the apparent contrast of oil films on the sea surface are given for the case of observations from space in visual, ultraviolet and infrared spectral ranges (300–800 nm). The calculations were carried out for different water types and optical thicknesses of the maritime atmosphere and for various solar altitudes and wind velocities. It is shown that the oil films on the sea surface can be detected if the wind velocity ranges from 6 to 20 m/s and the solar zenith angle varies from 0 to 45 degrees. The greatest values of the contrast correspond to the highest wind velocities and solar zenith angle.

нефтяные пленкиповерхность моряконтрастoil filmssea surfacecontrastРабота выполнена при поддержке РФФИ, проект № 10-05-00311.ReferencesOsadchy V.U., Shifrin K.S., Gurevich I.Ya. Remote sensing and measurement of the thickness of oil films on the sea surface using the reflectivity contrast// SPIE Proceed. Ocean Optics XII. 1994. V.2258. P.747–758.Osadchy V.U., Shifrin K.S., Gurevich I.Ya. Remote sensing and measurement of the thickness of oil films on the sea surface using the reflectivity contrast// SPIE Proceed. Ocean Optics XII. 1994. V.2258. P.747–758.Osadchy V.U., Shifrin K.S., Gurevich I.Ya. The airborne identification of oil films at the Caspian sea surface using CO2 lidar //Oceanol. Acta. 1999. V.22, N 1. P.51–56.Osadchy V.U., Shifrin K.S., Gurevich I.Ya. The airborne identification of oil films at the Caspian sea surface using CO2 lidar //Oceanol. Acta. 1999. V.22, N 1. P.51–56.Morel A., Prieur L. Analisys of variation in ocean color // Limnol. Oceanogr. 1977. V.22, N 4. P.709–722, 1977.Morel A., Prieur L. Analisys of variation in ocean color // Limnol. Oceanogr. 1977. V.22, N 4. P.709–722, 1977.Levin I.M. Spectral contrast of oil films on the sea surface: influence of water type, wind velocity, and solar altitude // SPIE proceed. Ocean Optics XII. 1994. V.2258. P.759–767.Levin I.M. Spectral contrast of oil films on the sea surface: influence of water type, wind velocity, and solar altitude // SPIE proceed. Ocean Optics XII. 1994. V.2258. P.759–767.Золотарев В., Китушина И., Сутовский С. Оптические постоянные нефтей в диапазоне 0.4–15 мкм // Океанология. 1977. T.17, № 6. С.1113–1117.Золотарев В., Китушина И., Сутовский С. Оптические постоянные нефтей в диапазоне 0.4–15 мкм // Океанология. 1977. T.17, № 6. С.1113–1117.Соболев В.В. Перенос лучистой энергии в атмосферах звезд и планет. М.: ГИТТЛ, 1956.Соболев В.В. Перенос лучистой энергии в атмосферах звезд и планет. М.: ГИТТЛ, 1956.Levin I.M., Radomyslskaya T.M., Sheberstov S.V. Simple optical model of atmosphere radiance for the problem of bottom imaging from air // Proc. of III International Conf. «Current Problems in Optics of Natural Waters». St. Petersburg, 2005. P.164–169.Levin I.M., Radomyslskaya T.M., Sheberstov S.V. Simple optical model of atmosphere radiance for the problem of bottom imaging from air // Proc. of III International Conf. «Current Problems in Optics of Natural Waters». St. Petersburg, 2005. P.164–169.Gregg W.W., Carder K.L. A simple spectral solar irradiance model for cloudless maritime atmospheres // Limnol. Oceanogr. 1990. V.35, N 8. P.1657–1675.Gregg W.W., Carder K.L. A simple spectral solar irradiance model for cloudless maritime atmospheres // Limnol. Oceanogr. 1990. V.35, N 8. P.1657–1675.Шифрин К.С. Оптические свойства атмосферы над океаном // Рассеяние и поглощение света в природных и искусственных дисперсных средах. Минск, 1991. C.277–288.Шифрин К.С. Оптические свойства атмосферы над океаном // Рассеяние и поглощение света в природных и искусственных дисперсных средах. Минск, 1991. C.277–288.Gordon H.R., Castano D.J. Aerosol analysis with the Coastal Zone Color Scanner: a simple method for including multiple scattering effects // Applied Optics. 1989. V.28, N 7. P.1320–1326.Gordon H.R., Castano D.J. Aerosol analysis with the Coastal Zone Color Scanner: a simple method for including multiple scattering effects // Applied Optics. 1989. V.28, N 7. P.1320–1326.Ignatov A. Estimation of the aerosol phase function from simultaneous satellite and sun-photometer measurements // J. Appl. Meteor. 1997. V.36, N 6. P.688–694.Ignatov A. Estimation of the aerosol phase function from simultaneous satellite and sun-photometer measurements // J. Appl. Meteor. 1997. V.36, N 6. P.688–694.Левин И.М., Радомысльская Т.М., Шифрин К.С. К расчету яркости системы океан–атмосфера при дистанционном зондировании // Исследования Земли из космоса. 1987. № 5. С.25–29Левин И.М., Радомысльская Т.М., Шифрин К.С. К расчету яркости системы океан–атмосфера при дистанционном зондировании // Исследования Земли из космоса. 1987. № 5. С.25–29Cox C., Munk W.H. Slopes of the sea surface deduced from photographs of sun glitter// Scripps Inst. of Oceanogr. Bull. 1956. V.6, N 9. P.401–479.Cox C., Munk W.H. Slopes of the sea surface deduced from photographs of sun glitter// Scripps Inst. of Oceanogr. Bull. 1956. V.6, N 9. P.401–479.Мулламаа Ю.-А.Р. Атлас оптических характеристик взволнованной поверхности моря. Тарту, 1964.Мулламаа Ю.-А.Р. Атлас оптических характеристик взволнованной поверхности моря. Тарту, 1964.Долин Л.С., Левин И.М. Справочник по теории подводного видения. Л.: Гидрометеоиздат, 1991.Долин Л.С., Левин И.М. Справочник по теории подводного видения. Л.: Гидрометеоиздат, 1991.Левин И.М. Коэффициент яркости моря: оценка точности квазиоднократного приближения // Океанология. 1998. Т.38, № 6. С.946–949.Левин И.М. Коэффициент яркости моря: оценка точности квазиоднократного приближения // Океанология. 1998. Т.38, № 6. С.946–949.Dolin L., Gilbert G., Levin I., Luchinin A. Theory of imaging through wavy sea surface. N.Novgorod: Institute of Applied Physics publ., 2006.Dolin L., Gilbert G., Levin I., Luchinin A. Theory of imaging through wavy sea surface. N.Novgorod: Institute of Applied Physics publ., 2006.Koпелевич О.В. Малопараметрическая модель оптических свойств морской воды // Оптика океана. М.: Наука, 1983. C.208–236.Koпелевич О.В. Малопараметрическая модель оптических свойств морской воды // Оптика океана. М.: Наука, 1983. C.208–236.Pope R.M., Fry E.S. Absorption spectrum (380–700 nm) of pure water. II. Integrating cavity measurements // Applied Optics. 1997. V.36, N 33. P.8710–8723.Pope R.M., Fry E.S. Absorption spectrum (380–700 nm) of pure water. II. Integrating cavity measurements // Applied Optics. 1997. V.36, N 33. P.8710–8723.Smith R.С., Baker K.S. Optical properties of the clearest natural waters (200–800 nm) // Appl. Opt. 1981.V.20, N 2. P.177–184.Smith R.С., Baker K.S. Optical properties of the clearest natural waters (200–800 nm) // Appl. Opt. 1981.V.20, N 2. P.177–184.Prieur L., Sathyendranath S. An optical classification of coastal and oceanic waters based on the specific spectral absorption of phytoplankton pigments, dissolved organic matter and other particulate materials // Limnol. and Oceangr. 1981.V.26, N 4. P.671–689.Prieur L., Sathyendranath S. An optical classification of coastal and oceanic waters based on the specific spectral absorption of phytoplankton pigments, dissolved organic matter and other particulate materials // Limnol. and Oceangr. 1981.V.26, N 4. P.671–689.Sathyendranath S., Prieur L., Morel A. A three-component model of ocean colour and its application to remote sensing of phytoplankton pigments in coastal waters // Int. J. Remote Sensing. 1989. V.10, N 8. P.1373– 1394.Sathyendranath S., Prieur L., Morel A. A three-component model of ocean colour and its application to remote sensing of phytoplankton pigments in coastal waters // Int. J. Remote Sensing. 1989. V.10, N 8. P.1373– 1394.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.