Физические механизмы и модели формирования изображений процессов в верхнем слое океана

Один из современных методов мониторинга поверхности океана связан с развитием дистанционных радиолокационных систем. Они регистрируют изменчивость ветрового волнения, а также позволяют получить информацию о мезомасштабных процессах в океане и атмосфере, оказывающих влияние на поверхностные волны. Существующие алгоритмы восстановления их параметров основаны на эмпирических данных. При этом часто возникает неоднозначность при интерпретации радиоизображений. Ее можно устранить только на основе физических моделей, связывающих изменчивость поверхностных волн с параметрами процессов в толще океана. В этой лекции представлен обзор развитых в последнее время моделей поверхностного проявления процессов в верхнем слое океана, в которых существенную роль играет нелинейность волновых процессов. Представлены результаты проверки развитых моделей в лабораторных и натурных экспериментах (измерений волн зыби, внутренних волн в сезонном пикноклине, неоднородных течений над донной топографией и т.п.). Кроме того, обсуждается возможность дистанционного обнаружения волны цунами в открытом океане. Проанализирована запись геофизических данных альтиметра на ИСЗ Jason-1 от 26 декабря 2004 г., в которой зарегистрирована аномалия смещения поверхности океана, соответствующая волне цунами. Были обнаружены вариации сечения рассеяния радиоволн, которые с высокой степенью достоверности связаны с волной цунами. Сделанные теоретические оценки гидродинамического контраста поверхностных волн в поле волны цунами, которые удовлетворительно согласуются с данными наблюдений.