Двадцатая международная конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»
XX.E.406
Измерения спектра волнения на реке с помощью струнного волнографа и акустического волнографа
Рябкова М. С. (1), Караев В.Ю. (1), Титченко Ю.А. (1), Мешков Е. М. (1), Зуйкова Э.М. (1), Ковалдов Ковалдов Д.А. (1), Понур К.А. (1), Байдаков Г.А. (1)
(1) Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород, Россия
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. В работе [5] приводятся результаты экспериментального измерения спектра волнения на реке с помощью резистивного и емкостного волнографов, показано, что при работе на реке лучше использовать емкостной волнограф.
В данной работе приведены результаты измерений спектров волнения на реке, уровня воды и высоты волн для разных скоростей и направлений ветра. Эксперименты проводились в 2021 и 2022 году, струнный волнограф был установлен на реке Ока в Нижнем Новгороде. Прибор крепился на мачте (глубина реки в этом месте около 4 м), расположенной на расстоянии 70 м от берега, измерения проводились синхронно с измерениями профиля ветра с помощью анемометров. Также рядом установлен акустический волнограф, который позволяет измерять уровень воды в реке и высоту волн. Показано, что спектр волнения на реке после пика меняется пропорционально частоте в степени от -4 до -6, степень спадания зависит от скости ветра и взаимного направления ветра и волнения.
Работа поддержана грантом РФФИ 20-05-00462-a и госзаданием ИПФ РАН 0030-2021-0006.
Ключевые слова: скорость и направление течения, развивающееся ветровое волнение, струнный волнограф, спектр 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.
- ) Рябкова М.С., Караев В.Ю., Титченко Ю.А., Мешков Е.М., Зуйкова Э.М., Ковалдов Д.А. Спектр волнения на реке: моделирование и измерения // Материалы конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса» 2021. С. 277.
Видео доклада
Дистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов
209