Проявления подводных выходов газа на морской поверхности, теоретическая модель и экспериментальные наблюдения

Глобальное изменение климата Земли способствует прогрессирующей деградации подводной мерзлоты на шельфе морей Восточной Арктики, что приводит к массированной разгрузке природного газа, в основном метана, из донных осадков в водную толщу и атмосферу. Развитие методов дистанционного зондирования газовых выходов позволит изучать и оперативно оценивать их вклад в современное состояние климата. В работе рассмотрены основные особенности проявления выходов газа на морскую поверхность в характеристиках ветрового волнения и радиолокационного сигнала [1]. Описана кинематика волновых пакетов на основе кинетического уравнения для спектральной плотности волнового действия поверхностных волн. Рассмотрены результаты натурного эксперимента по дистанционному радиолокационному наблюдению модельного газового выхода на морскую поверхность в сигналах радиолокационной аппаратуры. Определены характерные радиолокационные сигнатуры выхода газа в широком диапазоне гидрометеорологических условий, параметры которых регистрировались синхронно с проведением радиолокационной съемки. Представлены результаты радиолокационных наблюдений природных выходов метана на шельфе Восточно-Сибирского моря и оценены их радиолокационные контрасты. Теоретические выводы находятся в хорошем качественном согласии с результатами модельного эксперимента и натурных исследований и могут быть использованы при проведении исследовательских работ на акваториях с потенциальными выходами газа, как природного происхождения, так при нарушении герметичности подводных газопроводов.
Авторы выражают благодарность начальнику 82 научного рейса научно-исследовательского судна «Академик Мстислав Келдыш» Игорю Петровичу Семилетову за продуктивную совместную работу в рейсе.
Постановка и проведение модельного эксперимента, и теоретическое моделирование выполнено в рамках госзадания ННГУ (тема № 0729-2020-0037).
Радиолокационные исследования выполнены за счет гранта Российского научного фонда № 20-77-10081, https://rscf.ru/project/20-77-10081/.