Лидарные исследования в первом этапе 89-го рейса НИС «Академик Мстислав Келдыш»

Выполнена лидарная съемка западной части Карского моря. Съемка проводилась в сентябре 2022 г. Использован судовой радиометрический (профилирующий) лидар ПЛД-1. Оптический блок лидара располагался на 8-й палубе НИС «Академик Мстислав Келдыш» на высоте 15 м над поверхностью воды. Лидарное зондирование проводилось на станциях и на ходу судна. Маршрут судна проходил через акватории, характеризующиеся широким диапазоном изменений гидрооптических характеристик. Лидарные измерения сопровождались комплексом сопутствующих измерений гидрооптических и гидрологических характеристик. Сопутствующие измерения выполнялись на станциях с использованием погружаемых приборов, а также на ходу судна с помощью проточного измерительного комплекса. Однородность вертикального распределения гидрооптических характеристик на ходу судна в верхнем десятиметровом слое контролировалась дистанционным методом по лидарным данным. Продемонстрировано хорошее согласие пространственных распределений параметров лидарных эхо-сигналов, гидрооптических и гидрологических характеристик (совпадение пространственных положений различных особенностей распределения, локальных максимумов, минимумов и фронтальных зон). Получен большой объем данных измерений, позволяющих в дальнейшем провести их статистическую обработку с целью нахождения связей между параметрами лидарных эхо-сигналов и гидрооптическими характеристиками, зарегистрированными контактными методами.

1. Vasilkov A.P., Goldin Yu.A., Gureev B.A. et al. Airborne polarized lidar detection of scattering layers in the ocean // Applied Optics. 2001. Vol. 40, N 24. P. 4353–4364. doi:10.1364/AO.40.004353

2. Churnside J.H., Donaghay P.L. Thin scattering layers observed by airborne lidar // ICES Journal of Marine Science. 2009. Vol. 66, N 4. P. 778–789. doi:10.1093/icesjms/fsp029

3. Churnside J.H., Ostrovsky L.A. Lidar observation of a strongly nonlinear internal wave train in the Gulf of Alaska // International Journal of Remote Sensing. 2005. Vol. 26, N 1. P. 167–177. doi:10.1080/01431160410001735076

4. Churnside J.H., Brown E.D., Parker-Stetter S. et al. Airborne remote sensing of a biological hot spot in the southeastern Bering Sea // Remote Sensing. 2011. Vol. 3, N 3. P. 621–637. doi:10.3390/rs3030621

5. Collister B.L., Zimmerman R.C., Hill V.J., Sukenik C.I., Balch W.M. Polarized lidar and ocean particles: insights from a mesoscale coccolithophore bloom // Applied Optics. 2020. Vol. 59, N 15. P. 4650–4662. doi:10.1364/AO.389845

6. Goldin Y.A., Vasilev A.N., Lisovskiy A.S., Chernook V.I. Results of Barents Sea airborne lidar survey // Current Research on Remote Sensing, Laser Probing, and Imagery in Natural Waters SPIE. 2007. Vol. 6615. P. 126–136. doi:10.1117/12.740456

7. Xu P., Liu D., Shen Y. et al. Design and validation of a shipborne multiple-field-of-view lidar for upper ocean remote sensing // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 2020. Vol. 254. P. 107201. doi:10.1016/j.jqsrt.2020.107201

8. Коханенко Г.П., Балин Ю.С., Пеннер И.Э., Шаманаев В.С. Лидарные и in situ измерения оптических параметров поверхностных слоев воды в озере Байкал // Оптика атмосферы и океана. 2011. Т. 24, № 5. С. 377–385.

9. Schulien J.A., Behrenfeld M.J., Hair J.W. et al. Verticallyresolved phytoplankton carbon and net primary production from a high spectral resolution lidar // Optics Express. 2017. Vol. 25. P. 13577–13587. doi:10.1364/OE.25.013577

10. Zhou Y., Chen Y., Zhao H. et al. Shipborne oceanic high-spectral-resolution lidar for accurate estimation of seawater depth-resolved optical properties // Light: Science & Applications. 2022. Vol. 11, N 261. doi:10.1038/s41377-022-00951-0

11. Gordon H.R. Interpretation of airborne oceanic lidar: effects of multiple scattering // Applied Optics. 1982. Vol. 21, N 16. P. 2996–3001. doi:10.1364/AO.21.002996

12. Буренков В.И., Гольдин Ю.А., Артемьев В.А., Шеберстов С.В. Оптические характеристики вод Карского моря по судовым и спутниковым наблюдениям // Океанология. 2010. Т. 50, № 5. С. 716–729. doi:10.1134/S000143701005005X

13. Буренков В.И., Гольдин Ю.А., Гуреев Б.А., Судьбин А.И. Основные представления о распределении оптических свойств Карского моря // Океанология. 1995. Т. 35, № 3. С. 376–387.

14. Коник А.А., Зимин А.В., Атаджанова О.А. Пространственно-временная изменчивость характеристик стоковой фронтальной зоны в Карском море в первые два десятилетия XXI века // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2022. Т. 15, № 4. С. 23–41. doi:10.59887/fpg/38mu-zda7-dpep

15. Глухов В.А., Гольдин Ю.А., Родионов М.А. Экспериментальная оценка возможностей лидара ПЛД-1 по регистрации гидрооптических неоднородностей в толще морской среды // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2017. Т. 10, № 2. С. 41–48. doi:10.7868/S207366731702006X

16. Буренков В.И., Шеберстов С.В., Артемьев В.А., Таскаев В.Р. Оценка погрешности измерения показателя ослабления света морской водой в мутных водах арктических морей // Светотехника. 2019. Т. 2. С. 55–60. doi:10.33383/2018-100

17. Артемьев В.А., Таскаев В.Р., Григорьев А.В. Автономный прозрачномер ПУМ-200 // Современные методы и средства океанологических исследований (МСОИ-2021). Материалы XVII международной научно-технической конференции. Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН. 2021. С. 95–99.

18. Гольдин Ю.А., Глуховец Д.И., Гуреев Б.А. и др. Судовой проточный комплекс для измерения биооптических и гидрологических характеристик морской воды // Океанология. 2020. Т. 60, № 5. С. 814–822. doi:10.31857/S0030157420040103

19. Глухов В.А., Гольдин Ю.А., Родионов М.А. Лидарный метод регистрации внутренних волн в водах с двухслойной стратификацией гидрооптических характеристик // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2021. Т. 14, № 3. С. 86–97. doi:10.7868/S2073667321030084