Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

07.10 Рассеяние на шероховатой поверхности

 

Акуличев В.А., Буланов В.А., Шеховцев Д.Н. «Влияние поверхностного волнения на параметрическую генерацию звука в резонаторе» Методы и средства гидрофизических исследований океана, с. 61-66 (1989)

Методы и средства гидрофизических исследований океана, с. 61-66 (1989) | Рубрика: 07.10

 

Константинов О.Г. «Методика и аппаратура для определения характеристик гравитационно-капиллярных волн по поляризационным изображениям поверхности моря» Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2, № 2, с. 98-102 (2005)

В ТОИ ДВО РАН разработан аппаратно – программный комплекс для натурных измерений характеристик морского волнения, основанный на регистрации и анализе поляризационных видео изображений морской поверхности. Комплекс состоит из поляризационной камеры, системы поплавков и программно реализованной методики определения уклонов и высот элементов поверхности по характеристикам их поляризационных изображений. Цель создания комплекса – получение информации о пространственно-временных характеристиках уклонов элементов морской поверхности. Предложена система поплавков, расположенных в поле зрения поляризационной камеры. Эта система позволяет сравнивать результаты поляризационных измерений с реальными высотами и уклонами элементов поверхности. Она предназначена для оценки метрологических характеристик поляризационной камеры и метода поляризационной съемки и необходима для дальнейшего их совершенствования. Рассмотрены основные соотношения для поляризационных характеристик отраженного света и соотношения, необходимые для определения ориентации отражающих элементов морской поверхности. Рассмотрена возможность использования комплекса для исследования гравитационно-капиллярных волн. Приведены условия проведения измерений, основные характеристики аппаратуры, сравнение результатов натурных поляризационных измерений с высотами и уклонами поверхности моря, рассмотрены возможные пути совершенствования.

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2, № 2, с. 98-102 (2005) | Рубрика: 07.10

 

Булатов М.Г., Раев М.Д., Скворцов Е.И. «Новый прибор для определения дисперсионных характеристик гравитационно-капиллярных волн» Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 4, № 1, с. 273-279 (2007)

Микроволновый трехчастотный скаттерометр создан для дистанционных измерений фазовой и групповой скоростей и дисперсионного параметра гравитационно-капиллярных волн на морской поверхности. Дано описание прибора и его технических характеристик. Приведены предварительные результаты натурных испытаний прибора в 2006 г. Показана возможность использования такого прибора для получения информации о скоростях поверхностных течений, скоростях приповерхностного ветра и индикации выхода на поверхность газовых пузырьков искусственного и естественного происхождения.

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 4, № 1, с. 273-279 (2007) | Рубрика: 07.10

 

Титов В.И., Баханов В.В., Зуйкова Э.М., Лучинин А.Г., Троицкая Ю.И. «Исследование динамики двумерных спектров морского волнения» Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 7, № 1, с. 273-285 (2010)

Разработан комплекс оптических спектранализаторов для регистрации в реальном времени спектров морского волнения в диапазоне длин поверхностных волн от сантиметров до метров путем анализа изображения морской поверхности. На основе двухмасштабного представления морской поверхности разработаны модели отображения поверхностных волн и алгоритмы обработки изображений поверхности, позволяющие восстанавливать пространственно – временные спектры волнения. Предложен и экспериментально апробирован оптический метод определения высот длинных энергонесущих волн по спектру изображения короткомасштабных волн. В лабораторных условиях с использованием искусственной диффузной подсветки поверхности получены пространственно – временные панорамы капиллярных волн с пространственным разрешением 0,3 мм и временным разрешением 300 Гц. Создан пакет программ для обработки изображений капиллярных волн.

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 7, № 1, с. 273-285 (2010) | Рубрика: 07.10

 

Ермаков С.А., Капустин И.А., Лазарева Т.Н., Шомина О.В. «Об одном методе исследования затухания волн на поверхности турбулизованной жидкости» Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 8, № 2, с. 93-99 (2011)

Затухание гравитационно-капиллярных волн (ГКВ) в присутствии турбулентности является классической гидродинамической задачей, имеющей важные геофизические приложения, одно из которых связано с проблемой формирования радиолокационного и оптического изображения следа надводного судна на морской поверхности. В настоящей работе описан новый метод лабораторного исследования затухания поверхностных волн на турбулентности и полученные с его помощью первые результаты. Изучалось гашение турбулентностью стоячих ГКВ, параметрически возбуждаемых в кювете, установленной на вибростенде. Для возбуждения поверхностных волн и турбулентности использовался двухчастотный режим (сумма двух гармонических колебаний). Высокочастотный сигнал малой амплитуды – для параметрического возбуждения волн, низкочастотный сигнал большой амплитуды для возбуждения турбулентности при обтекании неподвижной перфорированной пластины. Коэффициент затухания волн определялся по порогу их параметрического возбуждения, а параметры турбулентности – с использованием методик PIV и PTV. Получены зависимости коэффициентов затухания ГКВ от частоты при различной интенсивности турбулентности и на их основе даны оценки величины турбулентной вязкости.

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 8, № 2, с. 93-99 (2011) | Рубрика: 07.10

 

Запевалов А.С., Пустовойтенко В.В. «Влияние нелинейности морских волн на результаты радиоальтиметрических измерений» Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 10, № 1, с. 34-48 (2013)

Рассмотрено влияние на форму эхо-сигнала альтиметра нелинейных эффектов в поле морских поверхностных волн, приводящих к отклонению распределений возвышений поверхности от распределения Гаусса. Показаны ограничения существующих моделей распределений (в том числе распределения Грама–Шарлье) при анализе данных альтиметрических измерений. Отмечено, что одной из проблем моделирования эхо-сигнала альтиметра является отсутствие модели, описывающей распределение возвышений морской поверхности на масштабах, более чем в полтора раза превосходящих значимую высоту волн.

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 10, № 1, с. 34-48 (2013) | Рубрики: 07.10 07.17

 

Ермаков С.А., Капустин И.А., Лазарева Т.Н., Шомина О.В. «Экспериментальное исследование разрушения поверхностных пленок обрушивающимися гравитационными волнами. предварительные результаты» Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 12, № 1, с. 72-79 (2015)

Изучение механизмов разрушения нефтяных разливов, а также естественных биогенных пленок в условиях сильного ветра и интенсивного волнения является весьма важным для задач дистанционного зондирования океана. Устойчивость пленок к разрушению при ветроволновом воздействии должна зависеть от их физических характеристик, поэтому наличие или отсутствие сликов на морской поверхности может дать информацию о характеристиках и природе пленок. В работе представлены результаты натурных и лабораторных исследований механизма разрушения пленок поверхностно-активных веществ (ПАВ) интенсивными поверхностными волнами. Получено, что для пленок биогенной природы в областях обрушений волн имеет место уменьшение концентрации ПАВ, проявляющееся в увеличении коэффициента поверхностного натяжения, по крайней мере, при сравнительно невысоких уровнях концентрации биомассы (фитопланктона) в воде. Механизм разрушения пленки в зоне обрушений гравитационных волн промоделирован в условиях контролируемого лабораторного эксперимента с искусственными поверхностными пленками. Аналогично результатам натурных наблюдений показано, что в областях обрушивающихся гребней волн происходит увеличение коэффициента поверхностного натяжения, свидетельствующее о разрушение пленки за счет вертикального перемешивания, связанного с генерацией турбулентности при обрушении.

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 12, № 1, с. 72-79 (2015) | Рубрика: 07.10

 

Титченко Ю.А., Караев В.Ю. «Особенности модифицированной модели спектральных и энергетических характеристик рассеянных волн с учетом диаграмм направленности приемной и излучающей антенн при бистатическом зондировании морской поверхности» Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 13, № 2, с. 67-83 (2016)

Получены формулы для сечения рассеяния, смещения и ширины доплеровского спектра сигнала, рассеянного морской поверхностью в бистатической задаче с учетом разных диаграмм направленности излучающей и приемной антенн. Формулы получены методом касательной плоскости (метод Кирхгофа) для анизотропной статистически шероховатой поверхности, без ограничений на постановку задачи, за исключением расположения приемной и излучающей антенн в зоне Фраунгофера по отношению к рассеивающей поверхности. Особенностью новых формул является их ориентированность на решение обратной задачи, т.е. возможность подбора схем измерений, в которых все параметры поверхностного волнения, влияющие на рассеяние, могут быть выражены аналитически и восстановлены. Полученные формулы применимы как к акустическому, так и к электромагнитному случаю. Приведены угловые зависимости спектральных и энергетических характеристик рассеянного морской поверхностью сигнала при разных азимутальных углах наблюдения и при разных углах падающего излучения. Рассматривается решение обратной задачи в частном случае моностатического зондирования морской поверхности с помощью двух приемо-передающих антенн с разными несимметричными диаграммами направленности.

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 13, № 2, с. 67-83 (2016) | Рубрики: 07.10 07.19

 

Панфилова М.А., Караев В.Ю. «Использование данных морских буев для оценки дисперсии наклонов крупномасштабного волнения для Ku- и Ka-диапазонов» Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 13, № 6, с. 119-134 (2016)

Дисперсия наклонов крупномасштабного волнения является важным параметром, который влияет на рассеяние волн СВЧ-диапазона морской поверхностью в рамках двухмасштабной модели рассеяния, а также на обменные процессы на границе атмосфера и океана. В работе проведено исследование связи дисперсии наклонов крупномасштабного волнения с параметрами, измеряемыми морскими буями. Получены оценки вклада этих параметров в дисперсию наклонов. Для этого была сформирована объединенная база данных, включающая данные двухчастотного дождевого радиолокатора (сечения обратного рассеяния для Ku- и Ka-диапазонов, углы падения) и данные морских буев (параметры волнения и состояние приповерхностного слоя атмосферы) при условии временной (30 мин.) и пространственной (40 км) близости измерений, выполненных буями и двухчастотным дождевым радиолокатором. Данные дождевого радиолокатора использовались для определения дисперсии наклонов вдоль направления сканирования и сечения обратного рассеяния при нулевом угле падения. Предложен алгоритм определения полной дисперсии наклонов по сечению обратного рассеяния при нулевом угле падения. Полная дисперсия наклонов крупномасштабного волнения, восстановленная по данным дождевого радиолокатора, считалась в исследовании референсной. Была построена эмпирическая зависимость полной дисперсии наклонов крупномасштабного волнения для Ku- и Ka-диапазонов от измеряемых морским буем параметров: высоты значительного волнения, доминантного и среднего периодов спектра волнения, температур воды и воздуха, направления волнения и ветра, скорости ветра.

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 13, № 6, с. 119-134 (2016) | Рубрики: 07.10 07.17

 

Колобаев П.А. «Исследование концентрации и статистического распределения пузырьков. создаваемых ветром в приповерхностном слое океана» Океанология, 15, № 6, с. 1013-1017 (1975)

Океанология, 15, № 6, с. 1013-1017 (1975) | Рубрика: 07.10

 

Запевалов А.С., Пустовойтенко В.В. Гидроакустические волны и морская поверхность. Серия: Современные проблемы океанологии. Вып. 12 (2013). 132 с.

Книга знакомит читателя с основными физическими механизмами, в рамках которых происходит взаимодействие гидроакустических волн с морской поверхностью. Рассмотрены такие механизмы как: рассеяние и отражение гидроакустических волн; генерация гидроакустического шума морской поверхностью; возмущения поля поверхностных волн гидроакустическим излучением.

Гидроакустические волны и морская поверхность. Серия: Современные проблемы океанологии. Вып. 12 (2013). 132 с. | Рубрики: 02 07.10