Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)

Девятая всероссийская открытая ежегодная конференция
«Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 14-18 ноября 2011 г.
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)

IX.E.466

Лабораторные исследования трансформации ветрового волнения в поле внутренних волн

Баханов В.В.(1), Титов В.И.(1), Ермошкин А.В.(1), Богатов Н.А. (1), Чжу M.(2), Чун Ц.(2), Ван С.(2)
(1) Учреждение Российской академии наук Институт прикладной физики РАН
(2) Институт Электроники, Китайская Академия Наук
В термостратифицированном бассейне ИПФ РАН проведено лабораторное исследование изменчивости характеристик водной поверхности в поле внутренних волн. В бассейне создавалась температурная стратификация, эксперименты проводились для двух значений глубины залегания термоклина – 0,13 м или 0,23 м.. Перепад температур от нижнего к верхнему слою воды - с 7°C до 22°C. Основным типом внутренней волны в наших исследованиях была уединенная внутренняя волна, кроме того, была проведена серия экспериментов с цугом квазимонохроматических внутренних волн. Амплитуда уединенной внутренней волны составляла 2,5 см – 12,5 см, скорость распространения – 5,3 см/с – 10 см/с, длина – 0,8 м – 3,2 м. Поверхностное волнение создавалось тремя способами: с помощью ветра, волнопродуктором поверхностных волн и работой волнопродуктора вместе с ветром. Скорость ветра, приведенная к стандартной высоте 10 м, изменялась в диапазоне 3,8 м/с – 11,5 м/с. Соответственно, частота максимума спектра ветрового волнения изменялась от 8 Гц до 4 Гц. Квазимонохроматические поверхностные волны генерировались в диапазоне 2 Гц – 3 Гц.
Изменчивость параметров водной толщи регистрировалась электротермометрами, отвечающими за измерение полей температуры, и ультразвуковым измерителем скорости течения воды. Измерение изменчивости параметров поверхностного волнения осуществлялось с помощью проволочных и ультразвукового волнографов, скаттерометров и ПЗС линейки со специальным освещением. Контроль параметров воздушного потока над поверхностью воды осуществлялся с помощью плёночного и ультразвукового анемометров и трубка Пито с датчиком давления.
Трансформация ветрового волнения под воздействием внутренних волн зарегистрирована при скоростях ветрах до 8,6 м/с. При этом, при скоростях ветра до 5,4 м/с при прохождении внутренней волны наблюдалось выглаживание спектров во всем диапазоне регистрируемых волн от длинных энергонесущих волн до капиллярных волн длиной 3,5 мм (уменьшение интенсивности волны длиной 2 см примерно в 5 - 6 раз). При скорости ветра 6,9 м/с - 8,6 м/с при прохождении внутренней волны наблюдалось выглаживание волн длиной несколько сантиметров, усиление интенсивности волн длиной 1 см - 2 см и уменьшение интенсивности более коротких волн.
Получены аппроксимации эффективности проявления внутренних волн в сигналах скаттерометров X и Ka диапазонов от скорости ветра. Получено, что скорость уменьшения эффективности проявления внутренних волн c ростом скорости ветра для Ка диапазона выше, чем для Х диапазонаона. При скорости ветра 6.9 м/с эффективность проявления внутренней волны в сигнале Ka-диапазона и X-диапазона близки, а при скорости ветра 5.2 м/с эффективность проявления в Ka-диапазоне выше, чем в X-диапазоне. При горизонтально поляризованном сигнале эффективность проявления внутренних волн ниже, чем на вертикальной поляризации.
Работа выполнена в рамках контракта между Институтом Электроники, Китайская Академ

Дистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов

240