Моделирование лидарных изображений нелинейных внутренних волн в мелком море
Аннотация
Проведено исследование особенностей формирования лидарных изображений нелинейных внутренних волн в условиях, приближенных к реальным. Выполнен анализ зависимости структуры изображения внутренних волн от характера стратификации показателя ослабления света (приповерхностный и придонный мутные слои, линейная стратификация, тонкая структура показателя ослабления). Показано, что в прибрежных районах Баренцева моря имеются условия для получения контрастных изображений нелинейных внутренних волн. Относительные изменения интенсивности эхо-сигнала, возникающие под влиянием внутренней волны, могут достигать десяти децибел. Максимальное изменение эхо-сигнала наблюдается при наличии слоя мутности в районе пикноклина, при этом в лидарном изображении хорошо отображаются вертикальные перемещения слоя мутности под влиянием внутренней волны. При существенном различии прозрачности воды над пикноклином и под ним формируется теневое изображение внутренней волны, знак контраста которого зависит от полярности солитона и того, какой из слоев верхний или нижний является более мутным. В жидкости с линейной стратификацией показателя ослабления пространственные вариации мощности эхо-сигнала почти линейно воспроизводят поле вертикальных смещений жидкости во внутренней волне. Полученные результаты могут быть использованы для решения задач дистанционной диагностики внутренних волн.
Об авторах
И. С. Долина
Институт прикладной физики РАН
Россия
Россия
Нижний Новгород
Л. С. Долин
Институт прикладной физики РАН
Россия
Россия
Нижний Новгород
Список литературы
1. Hoge F. E., Wright C. W., Krabill W. B., Buntzen R. R., Gilbert G. D., Swift R. N., Yungel J. K., Berry R. E. Airborne lidar detection of subsurface oceanic scattering layers // Applied Optics. 1988. V. 27, N 19. P. 3969—3977.
2. Vasilkov P. A., Goldin Y. A., Gureev B. A., Hoge R. F., Swift R. N., Wright C. W. Airborne polarized lidar detection of scattering layers in the ocean // Applied Optics. 2001. V. 40, N 24. P. 4353—4364.
3. Churnside J. H., Donaghay P. L. Thin scattering layers observed by airborne lidar // ICES J. Mar. Sci. 2009. V. 66. P. 778—789.
4. Churnside J. H., Ostrovsky L. A. Lidar observation of a strongly nonlinear wave train in the Gulf of Alaska // Int. Journ. of Remote Sensing. 2005. V. 26, N 1. P. 167—177.
5. Churnside J. H., Marchbanks R. D., Lee J. H., Shaw J. A., Weidemann A., Donaghay P. L. Airborn lidar detection and characterization of internal waves in a shallow fiord // J. Appl. Remote Sens. 2012. V. 6. P. 63611—63615.
6. Браво-Животовский Д. М., Долин Л. С., Савельев В. А., Фадеев В. В., Щегольков Ю. Б. Оптические методы диагностики океана. Лазерное дистанционное зондирование // Дистанционные методы изучения океана. Горький: ИПФ АН СССР, 1987. С. 84—125.
7. Walker R. E., Fraser A. B., Mastracci L., Hochheimer B. F. Optical sounding for internal waves on the ocean thermocline // Oceans 82 Conference Record, 20—22 September 1982 (Washington, DC: American Geophisical Union). P. 247—250.
8. 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.
9. Долин Л. С., Долина И. С. Модель лидарных изображений нелинейных внутренних волн // Известия РАН, ФАО. 2014. Т. 50, № 2. С. 224—231.
10. Долин Л. С., Долина И. С. Лидарные изображения нелинейных внутренних волн в океане, стратифицированном по плотности, течению и оптическим свойствам // Тр. 12-й всеросс. конф. «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики» (ГА-2014). СПб.: Наука, 2014. С. 199—202.
11. Долин Л. С., Долина И. С. Влияние сдвиговых течений на структуру лидарных изображений нелинейных внутренних волн // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2014. Т. 7, № 4. С. 49—56.
12. Левин И. М., Копелевич О. В. Корреляционные связи между первичными гидрооптическими характеристиками в диапазоне 550 нм // Океанология. 2007. Т. 47, № 3. С. 344—348.
13. 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.
14. Опыт системных океанологических исследований в Арктике / Под ред. А. Л. Лисицына, М. Е. Виноградова, Е. А. Романкевича. М.: Научный мир, 2001. 644 с.
Рецензия
Для цитирования:
Долина И.С., Долин Л.С. Моделирование лидарных изображений нелинейных внутренних волн в мелком море. Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2017;10(1):31-36.
For citation:
Dolina I.S., Dolin L.S. Simulation of lidar images of nonlinear internal waves in the shallow sea. Fundamental and Applied Hydrophysics. 2017;10(1):31-36. (In Russ.)
Просмотров:
64
Послать статью по эл. почте 