Оперативная океанография базируется на получении в реальном времени данных контактных и спутниковых измерений , их обработке и интерпретации . В частности , системы оперативной океанографии США и Европы в численных моделях используют данные спутниковых измерений температуры поверхности океана и уровня моря ( спутниковая альтиметрия ). С помощью моделей определяются трехмерные поля температуры , солености и скорости течения на период до десяти дней и составляется прогноз их развития . Верификация результатов численных расчетов производится путем сопоставления с разнообразными данными контактных наблюдений , в том числе полученных при помощи ныряющих буев типа АРГО и дрифтеров как поверхностных , так и несущих вертикальные цепочки температурных датчиков .
При отсутствии отечественной спутниковой альтиметрии в кризисных ситуациях ( в условиях возможной изоляции от зарубежных источников альтиметрических данных ) реализация такого подхода может оказаться невозможной . В численных моделях циркуляции океана в области открытого моря при расчете поля скоростей течений используется аномалия уровня свободной поверхности , измеряемая методом спутниковой альтиметрии . Данный
Рис . 1 . Схема гидрофизического полигона ИО РАН в геленджикском районе Черного моря : – береговые метеостанции ; – станции в составе донного ADCP и заякоренной термокосы ; – зонд-профилограф « Аквалог » на заякоренной буйковой станции ; – навигационный заякоренный буй с автоматической метеостанцией и системой оперативной передачи данных ;
– галсы судна при проведении измерений скорости течения ADCP , буксируемым за судном ;
– доплеровский КВ-радар SeaSonde для измерения поверхностных течений на акватории полигона подход применяется и в исследованиях Черного моря [ 1 , 2 ]. Вместе с тем в прибрежных зонах морей шириной до 200 км вместо ассимиляции результатов наблюдений уровня моря , которые вблизи берега не являются достоверными , возможна интерпретация данных о параметрах течения , получаемых путем использования радиолокаторов КВ- и СВЧ-диапазона [ 3 , 4 ].
Разработка технологии оперативного мониторинга прибрежных зон морей России на основе высокоразрешающих гидродинамических моделей с усвоением данных береговой радиолокации и океанологических станций – одно из важных направлений российской прикладной океанографии . Создание радиофизического полигона в акватории Новороссийска позволит приступить к отработке методов и средств оперативной океанографии прибрежной зоны Черного моря . Данный полигон внесет вклад в создание импортозамещающей научно-технологической базы российской системы регионального оперативного мониторинга морской среды , включающей спутниковое и радиолокационное зондирование , пространственную сеть контактных измерений и математическое прогностическое моделирование с усвоением данных .
Долговременное измерение скорости поверхностного течения радиолокатором SeaSonde
Испытания проводились на акватории гидрофизического полигона ИО РАН в районе Геленджика [ 5 ]. Скорости поверхностного течения в прибрежной зоне моря измерялись при помощи одиночного доплеровского КВ-радиолокатора SeaSonde . Схема расположения автономных станций на полигоне и схемы галсов судна с буксировкой ADCP по состоянию на декабрь 2017 года показана на рисунке 1 .
Радиолокатор имеет комплект передающих и приемных антенн и позволяет производить измерения в полосе моря шириной порядка 20 км ( www . codaros . com ). Технические характеристики радиолокатора SeaSonde представлены в статье [ 6 ]. При выполнении работ использовались две методики измерения поля скорости течений . Первая заключается в стационарной постановке прибора в одной точке на берегу , а вектор скорости определяется на основе совместного анализа данных измерений по двум соседним лучам , имеющим разные углы по отношению к берегу , либо используются данные только одной радиальной компоненты скорости [ 7 ]. Вторая методика заключается в последовательном перемещении ( с временным лагом ) радиолокатора из одной точки в другую , описанная в [ 6 ]. При этом вектор скорости течений определяется сложением радиальных ( по направлению луча ) составляющих , полученных с разных точек радиолокационных измерений . Перемещение локатора из одной точки в другую занимает несколько часов , поэтому данная методика обоснована только в случае квазистационарности течения в районе измерений .
85