Влияние температуры окружающей среды на возможности дистанционного зондирования нефтяных загрязнений

Нефть и нефтепродукты являются основными загрязнителями океана и шельфовой зоны. Радиолокаторы СВЧ диапазона являются одним из наиболее перспективных средств диагностики нефтяных разливов. Важным аспектом проблемы дистанционного зондирования нефтяных разливов в северных морях является вопрос о влиянии температуры на характеристики пленок и подавления ими ветровых волн.
В настоящей работе выполнен анализ ранее полученных и новых измерений коэффициентов затухания и дисперсионного соотношения в широком диапазоне толщин пленок при низких температурах. Обнаружено, что при низких температурах нормированный (на затухание на чистой воде при той же температуре) коэффициент затухания волн на пленке толщиной меньше толщины вязкого подслоя меньше коэффициента затухания при комнатной температуре, а при толщинах пленки значительно больше толщины вязкого подслоя (несколько мм) коэффициенты затухания при разных температурах приблизительно одинаковы. Для восстановления характеристик проводилось сравнение данных лабораторных измерений с расчетами в рамках модели двухслойной жидкости, в которой для описания затухания используются следующие параметры: вязкость вещества верхнего слоя, упругости и поверхностные натяжения на верхней и нижней границе верхнего слоя. Показано, что упругость на нижней границе слоя сырой нефти и нефтепродуктов, которая определяет затухание волн при толщине верхнего слоя меньше толщины вязкого подслоя, слабо увеличивается при уменьшении температуры. Это может приводить к сильному увеличению или незначительному уменьшению затухания волн в зависимости от длины поверхностной волны, скорости ветра и толщины пленки, и соответственно область, покрытая пленкой, при разных температурах может по-разному проявляться в радиолокационных изображениях поверхности.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 18-45-520008), а также Русского географического общества в рамках гранта “Экспедиция Плавучий университет Волжского бассейна” (договор № 06/2018-Р).