Морские информационно-управляющие системы Декабрь 2015, № 8 | Página 67

(а) Хлорофилл-а (б) 1.5 О-Н валентные колебания 0.5 Интенсивность, отн. ед. Интенсивность, отн. ед. 1.0 растворенное органическое вещество Упругое рассеяние 0.0 1.0 0.5 0.0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Волновое число, см-1 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Волновое число, см-1 Рис. 4. Характерные спектры обратного рассеяния поверхностного слоя воды Горьковского водохранилища: (a) – высокая концентрация водорослей; (б) – концентрации 200, 43, 20 и 4,3 тысяч клеток/мл Интенсивность, отн. ед. 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Волновое число, см-1 Рис. 5. Характерные спектры поверхностного слоя воды вдоль трассы судна сигналов флуоресценции органических примесей. Такое представление сигнала флуоресценции в виде отношения (флуоресценция/комбинационное рассеяние) существенно уменьшает флуктуации сигнала, вызванные поверхностным волнением, качкой судна, солнечными засветками. Кроме этого, форма спектра спонтанного комбинационного рассеяния воды (огибающей полосы ОН-колебаний) зависит от температуры и используется для дистанционного измерения вертикального профиля температуры. Лазерное дистанционное зондирование Горьковского водохранилища Примеры характерных спектров для пресной воды с различными концентрациями водорослей приведены на  рисунке 4. Спектр состоит из нескольких компонент (см. рис. 4а): линия упругого рассеяния (0 см‑1), полосы, соответствующие флуоресценции растворенного органического вещества (РОВ, 1500–2000  см‑1), комбинационному рассеянию света Рис. 6. Плотная пленка водорослей в  заливе шлюза (фото с борта судна, в центре рисунка отмечена область, где виден лазерный пучок) на  валентных колебаниях ОН-групп молекул воды (3000– 4000  см‑1) и  флуоресценции хлорофилла фитопланктона и водорослей (4000–4500 см‑1). В ходе эксперимента было проведено картирование сигналов вдоль трассы следования судна и  сравнение результатов с  данными STD-зонда. Для этого в  автоматическом режиме регистрировали спектры обратного рассеяния из столба воды глубиной 0,8 м; частота работы лазера составила 12  Гц, спектр суммировали по  100  импульсам, т. е. одно измерение занимало около 8  секунд. STD-зонд (YSI  Inc., 6600  v2) был расположен на  глубине 30 см под поверхностью воды и позволял измерять в автоматическом режиме температуру и мутность воды, а также концентрацию водорослей. На рисунке 5 представлены наиболее характерные спектры вдоль движения судна: свободная водная поверхность (черная линия), поверхность воды с  пленкой природного происхождения (т. н. биогенные пленки, красная линия), кильватерный след прошедшей мимо баржи (синяя линия), No. 2 (8) / 2015, Морские информационно-управляющие системы 65