<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">hydrophysics</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Фундаментальная и прикладная гидрофизика</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Fundamental and Applied Hydrophysics</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2073-6673</issn><issn pub-type="epub">2782-5221</issn><publisher><publisher-name>St. Petersburg Research Center of the Russian Academy of Sciences</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">hydrophysics-975</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ГИДРООПТИКА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>HYDROOPTICS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Влияние сдвиговых течений на структуру лидарных изображений нелинейных внутренних волн</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>The Effect of Shear Flow on the Structure of Lidar Images of Nonlinear Internal Waves</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Долина</surname><given-names>И. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Dolina</surname><given-names>I. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Нижний Новгород </p></bio><bio xml:lang="en"><p>Nizhny Novgorod</p></bio><email xlink:type="simple">dolina@hydro.appl.sci-nnov.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Долин</surname><given-names>Л. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Dolin</surname><given-names>L. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Нижний Новгород </p></bio><bio xml:lang="en"><p>Nizhny Novgorod</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru">Институт прикладной физики РАН<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">Institute of Applied Physics of RAS<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2014</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>27</day><month>11</month><year>2022</year></pub-date><volume>7</volume><issue>4</issue><fpage>49</fpage><lpage>56</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Долина И.С., Долин Л.С., 2022</copyright-statement><copyright-year>2022</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Долина И.С., Долин Л.С.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Dolina I.S., Dolin L.S.</copyright-holder><license license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://hydrophysics.spbrc.ru/jour/article/view/975">https://hydrophysics.spbrc.ru/jour/article/view/975</self-uri><abstract><p>Проведена модификация разработанной нами ранее аналитической модели лидарного изображения нелинейной внутренней волны, позволившая теоретически исследовать влияние сдвигового течения на лидарный сигнал. Рассмотрена двухслойная модель плотностной стратификации с фоновым горизонтальным течением в верхнем слое. Для теоретического описания уединенных внутренних волн умеренной амплитуды на мелкой воде используется уравнение Кортевега—де Вриза. Выполнен расчет и проанализированы особенности лидарных изображений нелинейных внутренних волн с использованием реальных профилей гидрооптических и гидрологических характеристик в Баренцевом море. Показано, что течение может существенно изменять структуру лидарного изображения внутренней волны. Характер этих изменений зависит от стратификации показателя ослабления. В частности, если слой мутности расположен в области пикноклина, наличие течения может приводить к формированию отражательного изображения с более высоким уровнем эхо-сигнала, чем в случае отсутствия течения, что объясняется смещением слоя мутности вверх. Теневое изображение солитона при этом проявляется не в ослаблении, а в усилении сигналов, приходящих из придонного водного слоя с однородными оптическими свойствами, если нижний слой менее мутный. Это объясняется увеличением его толщины под влиянием внутренних волн. Полученные результаты могут быть использованы для решения задач дистанционной диагностики внутренних волн и сдвиговых течений.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Modification of the analytical model of lidar images of the nonlinear internal wave which was developed earlier in our works is performed. The influence of background horizontal current on the lidar signal is studied. The two-layer ocean with background flow in the upper layer is considered. For a theoretical description of moderate amplitude solitary waves in shallow water, the Korteweg— de Vries equation is used. Characteristic features of lidar images of nonlinear internal waves are calculated and analyzed using actual profiles of hydrooptical and hydrologic data obtained in the Barents Sea. It is shown that background horizontal flow can significantly affect the structure of lidar image of internal wave. The character of these variations depends on the profile of the attenuation coefficient. In particular, if a turbid layer is situated near the pycnocline, then with a current in an upper layer the reflective image of soliton is formed with higher level of returned signal than in the absence of current. It occurs due to the shift of the turbid layer upwards. The shadow image results not in attenuation but in amplification of the signals coming from the bottom water layer with homogeneous optical properties. It occurs due to thickening of the lower less turbid water layer affected by an internal wave. These results can be used for solution the problems of lidar remote sensing of internal waves and shear flows.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>лидар</kwd><kwd>первичные гидрооптические характеристики</kwd><kwd>внутренние волны</kwd><kwd>слои мутности</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>lidar</kwd><kwd>inherent optical properties</kwd><kwd>internal waves</kwd><kwd>turbid layers</kwd></kwd-group><funding-group xml:lang="ru"><funding-statement>Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проекты № 14-05-00138 и 13-05-97038)</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Dolin L. S., Dolina I. S. Модель лидарных изображений нелинейных внутренних волн // Известия РАН, ФАО. 2014. Т. 50, № 2. С. 224—231.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dolin L. S., Dolina I. S. Model of Lidar Images of Nonlinear Internal Waves. Izv., Atmos. Ocean. Phys. 2014, 50, 2, 196—203.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Dolina I. S., Dolin L. S. The effect of shear flow on the structure of lidar images of nonlinear internal waves // Proc. VII Int. Conf. «Current Problems in Optics of Natural Waters» (ONW’2013). St.-Petersburg, 2013. P. 12—15.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dolina I. S., Dolin L. S. The effect of shear flow on the structure of lidar images of nonlinear internal waves. Proc. VII Int. Conf. «Current Problems in Optics of Natural Waters» (ONW’2013). St.-Petersburg, 2013, 12— 15.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пелиновский Е. Н., Полухина О. Е., Лэмб К. Нелинейные внутренние волны в океане, стратифицированном по плотности и течению // Океанология. 2000. Т. 40, № 6. С. 805—815.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pelinovsky E. N., Poloukhina O. E., Lamb K. Nonlinear Internal Waves in the Ocean Stratified in Density and Current. Oceanology. 2000, 40, 6, 757-765.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Долин Л. С., Долина И. С., Савельев В. А. Лидарный метод определения характеристик внутренних волн // Известия РАН, ФАО. 2012. Т. 48, № 4. С. 501—511.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dolin L. S., Dolina I. S., Savel’ev V. A. A Lidar Method for Determining Internal Wave Characteristics. Izv., Atmos. Ocean. Phys. 2012, 48, 4, 444—453.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Левин И. М., Копелевич О. В. Корреляционные связи между первичными гидрооптическими характеристиками в диапазоне 550 нм // Океанология. 2007. Т. 47, № 3. С. 344—348.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Levin I. M., Kopelevich O. V. Correlations between the Inherent Hydrooptical Characteristics in the spectral range close to 550 nm. Oceanology. 2007, 47, 3, 344—349.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Apel J. R., Ostrovsky L. A., Stepanyants Y. A., Lynch J. F. Internal solitons in the ocean and their effect on underwater sound // J. Acoust. Soc. Am. 2007. V. 121 (2). P. 695—722.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Apel J. R., Ostrovsky L. A., Stepanyants Y. A., Lynch J. F. Internal solitons in the ocean and their effect on underwater sound. J. Acoust. Soc. Am. 2007, 121 (2), 695—722.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Опыт системных океанологических исследований в Арктике / Под ред. А. Л. Лисицына, М. Е. Виноградова, Е. А. Романкевича. М.: Научный мир, 2001. 644 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">History of Systematic Oceanographic Studies in the Arctic, Ed. by A. L. Lisitsyn, M. E. Vinogradov and E. A. Romankevich. Moscow, Nauchnyi mir, 2001. 644 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
