В настоящее время задача измерения и мониторинга глобального поля морских течений становится актуальной и привлекает внимание ученых во всем мире. Разработан целый ряд проектов космических радаров, которые могут быть использованы для измерения течений [1, 2]. Однако для корректного учета влияния течения на отраженный от водной поверхности сигнал необходимо лучше понимать, как выглядит волнение на течении. В работе [3] было представлено теоретическое описание спектра волнения на реке, а также доплеровского спектра отраженного сигнала при малых углах падения на реке. В работе [4] представлено сравнение теоретической модели доплеровского спектра с экспериментальными результатами и выявлены различия между теоретическим расчетом и измерениями. Было решено доработать модель доплеровского спектра для вблизинадирного зондирования на реке. В работе приведены данные численного моделирования волнения, развивающегося под действием постоянного ветра на реке, рассмотрены случаи длинных и коротких разгонов, развитие волнения при ветре сонаправленном и разнонаправленном с течением реки. Также приводятся результаты экспериментального измерения спектра волнения, уровня воды и высоты волн для разных скоростей ветра. Для проведения измерений был использован струнный волнограф, установленный на реке Ока в Нижнем Новгороде, прибор был установлен на расстоянии 70 метров от берега на мачте (глубина реки в этом месте около 4 м), измерения проводились синхронно с измерениями профиля ветра с помощью анемометров, а также с измерениями доплеровского спектра отраженного сигнала с метромоста, расположенного ниже по течению. Также рядом установлен акустический волнограф, который позволяет измерять уровень воды в реке и высоту волн.
Авторы выражают благодарность сотрудникам Нижегородского района водных путей и судоходства за помощь в проведении экспериментов.
Работа выполнена при поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований (проект 20-05-00462-а).

Ключевые слова: скорость и направление течения, развивающееся ветровое волнение, струнный волнограф, спектр волнения, моделирование волнения

Литература:

) Gommenginger C., Chapron B., Hogg A., Buckingham C., Fox-Kemper B., Eriksson L. & the international SEASTAR team. SEASTAR: A Mission to Study Ocean Submesoscale Dynamics and Small-Scale Atmosphere-Ocean Processes in Coastal, Shelf and Polar Seas // Frontiers in Marine Science. 2019. V. 6. Art. 457. DOI: 10.3389/fmars.2019.00457.
) Ardhuin F., Brandt P., Gaultier L., Donlon C., Battaglia A., Boy F. & the international SKIM team. SKIM, a Candidate Satellite Mission Exploring Global Ocean Currents and Waves // Frontiers in Marine Science. 2019. V. 6. Art. 209. DOI: 10.3389/fmars.2019.00209.
) Рябкова М.С., Караев В.Ю., Панфилова М.А., Титченко Ю.А., Мешков Е.М., Зуйкова Э.М. К вопросу о влиянии речного течения на доплеровский спектр отраженного радиолокационного сигнала при малых углах падения // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т 18. №1. С.175-187.
) Рябкова М.С., Караев В.Ю., Панфилова М.А., Титченко Ю.А., Мешков Е.М., Зуйкова Э.М. Доплеровский спектр радиолокационного СВЧ-сигнала обратного рассеяиния: эксперимент на реке. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. T. 17. № 5. С. 213–227.

Видео доклада

Дистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов

277