Новости

1 апреля, 2021 14:52

Обнаружены новые эффекты при радиолокационном зондировании обрушающихся ветровых волн в океане

В Институте прикладной физики Российской академии наук (ИПФ РАН) активно ведутся работы, связанные с развитием новых методов и средств дистанционного зондирования поверхности и приповерхностного слоя океана и внутренних водоемов. Особое внимание при этом уделяется микроволновым радиолокационным методам как одним из наиболее перспективных методов для ведения всепогодного круглосуточного мониторинга океана.

Источник: iStock/cookelma

Радиолокационные методы неразрывно связаны с детальным изучением динамики ветровых волн, в том числе и таких пока малоизученных процессов, как обрушения сильно нелинейных волн с длинами порядка метра и более. Как показывают повседневные наблюдения, после прохождения обрушающихся волн образуются области “выглаживания” ряби, учет которых принципиально важен для разработки моделей рассеяния микроволн и отображения океанических процессов на радиолокационных изображениях.

Сотрудники отдела радиофизических методов в гидрофизике ИПФ РАН с помощью моделирования процесса в кольцевом ветроволновом бассейне исследовали эффект “выглаживания” ряби и выяснили его физическую природу. Исследователями установлено, что интенсивность РЛ сигнала значительно возрастает в широком диапазоне доплеровских частот при прохождении длинной обрушающейся волны через зону наблюдения радиолокатора, а после обрушения РЛ рассеяние резко падает, постепенно возвращаясь затем к первоначальному уровню. В области, следующей за обрушением волны, было инструментально зарегистрировано турбулентное движение воды, связанное с процессом обрушения, и измерены характеристики этой турбулентности.

Проведенные исследования подтвердили гипотезу о том, что доминирующим механизмом, определяющим формирование области «выглаживания» ряби и, соответственно, подавление РЛ сигнала после прохождения обрушающейся волны, является турбулентность, генерируемая в результате обрушения. Результаты в дальнейшем будут использованы при построении количественных моделей отображения гидродинамических процессов в РЛ изображениях океана.

Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда.