Приустьевые зоны полноводных рек, – в частности, впадающей в Черное море реки Дунай, – характеризуются формированием сложной гидрологической структуры, что способствует генерации внутренних волн.
В работе исследуется проявление внутренних волн в приустьевой зоне Дуная за период с 2015 по 2019 гг. на основе анализа оптических данных высокого разрешения OLI Landsat-8 (30 м) в пределах сцен (маркированы номерами LC08_L1TP_180029 и LC08_L1TP_181029), которые охватывают: значительную часть дельты Дуная и прибрежную область южнее (по широте 44,850 на 21,8 км от берега), полностью дельту Дуная и мористую часть – по широте 44,850 на 143,5 км от берега. Дополнительно для оценки смещения пакетов внутренних волн привлекались последовательные изображения сенсоров MSI Sentinel-2 и C-SAR Sentinel-1.
Картирование и анализ проявления внутренних волн осуществлялись на основе сцен с наиболее интенсивным и многочисленным проявлением внутренних волн, преимущественно за весенне-летний период (единично – за другие сезоны), в сумме было отобрано 20 сцен OLI Landsat-8. Было получено, что в приустьевой зоне Дуная проявления внутренних волн различаются по своим спектральным характеристикам в зависимости от условий наблюдения и наличия в поверхностном слое взвешенных (рассеивающих) веществ. Так, в оптическом диапазоне внутренние волны могут проявляться исключительно в отраженном излучении (за счет изменения шероховатости поверхности), исключительно в рассеянном (за счет модуляции глубины рассеивающего (мутного) слоя) и при сочетании обоих видов сигнала. Кроме того, зарегистрированы случаи фрагментированного проявления пакетов, когда одна его часть (или части) могла обнаруживаться в комбинации отраженного и рассеянного сигналов, а другая часть (части) только в отраженном или только в рассеянном излучении. В среднем, внутренние волны, выделенные исключительно в рассеянном излучении, обнаруживались на малых расстояниях от дельты Дуная (до 30 км от берега), тогда как прочие – на расстояниях от 90 до 120 км.
Также было получено, что генерация пакетов внутренних волн имеет связь как с распространением распресненных вод Дуная, так и с влиянием динамических процессов (в частности, вихрей), сформированных вне влияния этой реки. Также отмечено, что при взаимодействии пакетов внутренних волн с вихрями могут наблюдаться деформация последних.
По последовательным изображениям была выполнена оценка смещения пакетов внутренних волн. Разница зондирования района сенсорами OLI Landsat-8 и MSI Sentinel-2 по времени варьировала от 17 мин. 15 сек. до 17 мин. 49 сек., и расстояние смещения пакетов внутренних волн (расчет по первой волне) составляло до 985 м. Разница зондирования района сенсорами C-SAR Sentinel-1 и OLI Landsat-8 равнялось 4 ч. 12 мин. 11 сек., расстояния смещения пакетов – до 7800 м. При расчете скоростей было выявлено, что их диапазон для выделенных внутренних волн меняется от 0,05 м/с до 0,95 м/с.
Работа выполнена в рамках государственных заданий FNNN-2021-0003 и FNNN-2021-0006, а также при поддержке гранта РНФ 21-77-10052.