Исследование приповерхностных слоев в прибрежной зоне океанов оптическими методами

В работе представлен обзор результатов экспериментальных работ: исследование поля длинных волн и спектров короткомасштабных поверхностных волн, исследование проявлений ветровых потоков на морской поверхности, внутренних волн, загрязнений на морской поверхности (сликов). Разработан оптический комплекс, включающий в себя некогерентные оптические анализаторы для регистрации в реальном времени пространственного спектра и пространственно – временного спектра волнения, ПЗС линейки с чувствительностью в различных диапазонах оптического спектра от синего света до ближнего ИК. ПЗС линейки предназначены для формирования пространственно-временных изображений (ПВИ) морской поверхности (аналог спутникового метода формирования изображения подстилающей земной поверхности с помощью сканирующего оптического приемника («push broom» метод)).
Оптические анализаторы не используют промежуточную запись и дискретизацию изображений и имеют очень высокий динамический диапазон. Преобразование Фурье изображений осуществляется мгновенно и поэтому анализаторы не имеют ограничений по временной частоте волн и могут применяться как со стационарной океанографической платформы, так и с движущегося носителя, в том числе с воздушного носителя.
Следует отметить метод пространственно – временных изображений (ПВИ), который позволяет анализировать спектральные характеристики длинных поверхностных волн, «разделять» объекты на морской поверхности по их скорости распространения и тем самым выделять аномалии на морской поверхности, обусловленные приповерхностными процессами.
На основе модели однократного рассеяния солнечного света разработан метод определения оптической толщины атмосферы по угловой высоте так называемого пригоризонтного максимума яркости неба. Приводятся результаты определения этим методом оптической толщины атмосферы в широком спектральном диапазоне от голубого света до ближнего ИК с помощью оптического комплекса.
Оптическая толщина атмосферы является ключевым параметром при изучении оптических свойств атмосферы. Данные об оптической толщине атмосферы используются для моделирования углового распределения излучения неба, что необходимо для дистанционной оптической диагностики морской поверхности.

Работа выполнена при поддержке РФФИ грант № 19-05 -00547 "Развитие новых оптических методов исследования приповерхностных слоеви загрязнений в прибрежной зоне океанов и внутренних водоемах" и РНФ проект № 20-77-10081.