Обрушение морских волн : геометрия, пространственно-временная структура, электродинамические свойства (обзор)

В докладе представлен аналитический обзор состояния дистанционных исследований одного из важнейших нелинейных элементов динамики морского волнения – процесса обрушения гравитационных волн и последующие за ним эволюция и динамика дисперсных пенных систем различных классов. Рассмотрены вопросы методологии многомасштабных оптических дистанционных измерений ( методики изучения геометрии и эволюции индивидуальных обрушений и пенных полей; методики изучения мезомасштабных точечных дискретных случайных полей обрушений); указаны достоинства и ограничения различных дистанционных комплексов для выявления пространственно- временных особенностей полей обрушения гравитационных волн и дисперсных систем с аэроносителей различных классов. Подчеркнута роль российских исследователей в экспериментальном обнаружении целого ряда принципиальных результатов, в частности, о том, что поле индивидуальных обрушений свободных гравитационных волн является строго двумерным пуассоновским процессом (марковское свойство «отсутствие последействия» ). Указанное свойство обусловлено тем, что нелинейная стадия процесса обрушения формируется за времена, существенно меньшие, чем период обрушающейся гравитационной волны. Показано, что широко используемая модель «выбросов» за фиксированный уровень случайного гауссового поля и концепция «порогового» механизма в корне противоречат экспериментальным данным и принципиально не могут быть использованы для исследования процессов пространственно-временных характеристик полей обрушения гравитационных волн. Спектральные свойства радиоизлучения существенно зависят от геометрической микроструктуры – может быть выделены в пенных системах две контрастные структуры - эмульсионный монослой и сотовая структура. Влияние эмульсионного монослоя на тепловое излучение системы в мм и см диапазонах электромагнитных волн является доминирующим. Наличие богато структурированной иерархии сотового слоя пены не оказывает на излучательные характеристики существенного влияния. Натурные эксперименты, выполненные с помощью радиометра- доплеровского скаттерометра показали, что обратно-рассеянный сигнал может быть сформирован только капельно-брызговой дисперсной фазой, возникающей над пенной массой.