Будак В.П., Желтов В.С., Шагалов О.В. «Решение уравнения переноса излучения в квазидиффузионном приближении для произвольной мутной среды» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 7-12 (2015)

В угловом распределении яркости в мутной среде можно выделить особенности, анизотропную и квазиизотропную части. Первые две достаточно просто находятся в малоугловом приближении. Квазиизотропная часть является регулярной функцией, сравнительно медленно изменяющейся от угла визирования. Это позволяет свести ее к дискретной краевой задаче, для решения которой возможно использование эффективных численных алгоритмов. Современным требованием к алгоритмам решения прямых задач теории переноса является точность не менее 1% при времени счета не более 1 с. Это невозможно добиться при любой классической схеме решения. Лучший способ решения здесь есть метод синтетических итераций, которые проводятся в два шага. На первом шаге находится приближенное решение быстро сходящееся в метрике в среднем. На втором шаге выполняется обычная итерация от полученного на первом шаге решения. Наилучшим методом решения на первом шаге является диффузионное приближение, которое просто решается в произвольной геометрии среды. Проведено тестирование описанного алгоритма для плоской стратифицированной среды. Показано на основе сравнения с точным, что описанный алгоритм удовлетворяет всем указанным требованиям.

Gardashov R.H. «Wind speeddetermination from sunglint characteristics on observation from a geostationary satellite» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 12-17 (2015)

Характеристики солнечных бликов (их число, размеры, расстояния между ними, формы) зависят от спектра волнения. Детальное изучение этих характеристик позволит решать обратную задачу – определение спектра волнения по солнечным бликам. Зависимости этих характеристик от спектра волнения изучается численными экспериментами. Алгоритм численных экспериментов состоит из 3-х частей: 1) моделирование морской поверхности; 2) нахождение солнечных бликов на поверхности; 3) определение их характеристик. Взволнованная морская поверхность считается гауссовой случайной поверхностью, которая моделируется как сумму гармонических волн разных длин и распространяющихся в разных направлениях, согласно частотно-угловому спектру волнения. Точки на поверхности, которые формирует блик, определяются из условия: лучи от бесконечно удаленного источника света с угловым размером 0.50 (Солнце) отражаясь от поверхности, попадает достаточно удаленный точечный приемник. Далее исследуется характеристики бликов их число, размеры, расстояния между ними и формы. Расчеты показывают, что все эти характеристики бликов сильно зависят от спектра волнения. Особенно сильна зависимость формы блика от ширины углового спектра.

Гольдин Ю.А., Глуховец Д.И., Шатравин А.В. «Пространственное распределение характеристик флуоресценции морской воды в Карском море по данным исследований 2013, 2014 гг.» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 17-21 (2015)

Представлены результаты исследований пространственного распределения характеристик флуоресценции растворенного органического вещества и хлорофилла-а в Карском море. Исследования выполнялись в 125-м (сентябрь 2013 г.) и 128-м (август–сентябрь 2014 г.) рейсах НИС «Профессор Штокман». Измерения проводились на ходу судна (проточный флуориметр) и на станциях (лазерный спектрометр, работающий на пробах). Выполнено сопоставление судовых и спутниковых данных. Продемонстрировано сильное влияние речного стока. Это влияние распространяется на значительную часть акватории вплоть до Новой Земли. Зарегистрирована высокая корреляция распределения характеристик флуоресценции с распределениями гидрологических и биологических характеристик.

Долин Л.С. «Скрытая симметрия функции размытия пучка, вытекающая из теоремы взаимности» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 21-26 (2015)

Показано, что оптическая теорема взаимности (принцип обратимости луча) накладывает определенные ограничения на структуру поля излучения точечного мононаправленного источника (функцию размытия пучка – ФРП) в мутной среде с пространственно однородными оптическими свойствами. Чтобы выполнялось соотношение взаимности, это поле наряду с аксиальной симметрией должно обладать дополнительным свойством симметрии. В работе дается математическая формулировка условия симметрии ФРП, вытекающего из теоремы взаимности, и обсуждаются результаты проверки некоторых приближенных аналитических моделей ФРП на предмет их соответствия условию симметрии.

Zege E.P., Malinka A.V., Katsev I.L., Prikhach A.S. «Sea ice optics» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 26-31 (2015)

До настоящего времени существовала только эмпирическая теория оптических свойств морского льда. В докладе представлены полученные аналитические формулы для оптических характеристик морского льда как рассеивающей среды (коэффициентов ослабления и поглощения, индикатрисы рассеяния). Для многолетнего льда эти решения получены с использованием модели льда как статистически однородной случайной смеси лед – воздух и геометро-оптического приближения теории рассеяния света. Спектральное отражение ледовыми полями описывается в рамках асимптотической теории переноса для оптически толстых слабо-поглощающих слоев. Для описания радиационных и оптических характеристик тающего (летнего) льда развита модель отражения света прудом талой воды (снежницей). Таким образом, определяются все оптические характеристики арктического льда, которые необходимы в качестве входных данных для расчета переноса излучения. Показано хорошее совпадение полученных результатов с данными измерений, выполненных в ряде Арктических экспедиций. Полученные результаты использованы для создания алгоритма спутникового мониторинга радиационных характеристик и таяния арктического льда.

Копелевич О.В., Шеберстов С.В., Вазюля С.В., Салинг И.В., Буренков В.И. «Сравнительные оценки характеристик кокколитофоридных цветений в Баренцевом и Черном морях по данным спутниковых сканеров цвета» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 31-35 (2015)

По данным спутниковых сканеров цвета 1998–2014 гг., используя ранее разработанные алгоритмы (Копелевич и др. 2012, Kopelevich et al. 2014), рассчитаны пространственные и временные характеристики кокколитофоридных цветений в Баренцевом и Черном морях. Проведен сравнительный анализ полученных характеристик и факторов, их обусловливающих.

Лучинин А.Г., Долин Л.С. «Дисперсия волн фотонной плотности в морской воде» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 35-40 (2015)

Исследованы частотные зависимости фазовой и групповой скоростей волн фотонной плотности в анизотропно рассеивающей мутной среде типа морской воды. Показано, что по отношению к этим волнам мутная среда обладает аномальной дисперсией. Рассмотрена возможность временной фокусировки волн фотонной плотности при линейной частотной модуляции излучаемого импульса. Показано, что зависимость показателя ослабления волны фотонной плотности от ее частоты препятствует полному сжатию модулирующего сигнала. Выполнены оценки величины сжатия ЛЧМ-сигналов с различными параметрами.

Салюк П.А. «Проблемы спутникового зондирования цвета океана при исследовании климатообразующих процессов» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 40-45 (2015)

Рассмотрены основные проблемы, которые ведут к неправильной интерпретации спутниковых данных о цвете океана при исследовании климатообразующих процессов, и приведены возможные пути их решения. Клетки фитопланктона, растворенные органические вещества и взвешенные вещества являются одними из основных оптически-активных компонентов в морской воде, которые определяют изменчивость восходящего излучения моря. Концентрации перечисленных компонентов являются важными параметрами при комплексном описании климатических систем, например, при исследовании процессов функционирования фитопланктонных сообществ или углеродного цикла. Поэтому ошибки в их измерении или ошибки в интерпретации наблюдаемых изменений этих параметров могут привести к неправильным выводам при изучении изменений климата. Приведены примеры использования спутниковых данных о цвете океана при исследовании воздействия тропических циклонов и азиатских пылевых бурь на функционирование клеток фитопланктона в северо-западной части Тихого океана.

Сушкевич Т.А., Стрелков С.А., Максакова С.В. «Об отечественных достижениях в теории переноса излучения в природных средах и особенностях моделирования радиационных полей в регионе Арктики» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 45-51 (2015)

В 2015 г. мировая научная общественность отмечает дни памяти крупнейших ученых, которые стояли у истоков создания великого научного наследия теории переноса излучения в природных и искусственных средах и её приложений в космических проектах, а также в астрофизике, климатологии, метеорологии, дистанционном зондировании Земли, глобальном мониторинге опасных объектов и последствий природных и техногенных катастроф и т.д. В настоящем исследовании идет речь об отечественных достижениях мирового уровня в теории переноса излучения в природных средах и о современном развивающемся в России научном потенциале, который в должной мере обеспечивает методические основы теоретико-расчетных исследований радиационных процессов и радиационных полей в регионе Арктике с использованием суперкомпьютеров и массового параллелизма.

Будак В.П., Желтов В.С., Лубенченко А.В., Шагалов О.В. «Сравнительный анализ алгоритмов численного моделирования световых полей методом Монте-Карло» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 51-56 (2015)

Проведено численное сравнение алгоритмов решения уравнения переноса методом статистических испытаний: прямого моделирование и локальные оценки. Рассмотрены задачи переноса излучения через плоский слой в скалярном и векторном случае. Проанализирован случай отражения от границ среды. Расчеты проведены при широком варьировании параметров среды. Показано, что при одинаковой погрешности моделирования время счета алгоритмов по методу локальной оценки меньше на один–два порядка.

Gorodnichev E.E., Kuzovlev A.I., Rogozkin D.B. «Temporal evolution of the degree of polarization in a multiply scattered ultrashort pulse» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 56-61 (2015)

Исследовано распространение ультракороткого импульса поляризованного света через среду с фазовой функцией Рейнольдса–Маккормика. В рамках приближения основных поляризационных мод для векторного уравнения переноса аналитически вычислена временная зависимость степени поляризации. Предполагается, что многократное рассеяние носит малоугловой характер. Полученные результаты совпадают с данными численного моделирования прохождения света через водную суспензию микросфер латекса.

Городничев Е.Е., Кузовлев А.И., Рогозкин Д.Б. «Вариации линейной поляризации в многократно рассеянном пучке света» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 61-66 (2015)

В геометрии наклонного падения вычислены интенсивность и основная мода линейной поляризации. Векторное уравнение переноса решено в «геометрическом» приближении, когда единственной причиной деполяризации является рытовский поворот плоскости поляризации. Предполагается, что многократное рассеяние носит резко анизотропный характер. Рассчитана глубинная зависимость степени поляризации. Показано, что угол, под которым наблюдается максимум степени поляризации, уменьшается с ростом глубины намного медленнее, чем угол, отвечающий пику интенсивности.

Долганова И.Н., Юрченко С.О., Карасик В.Е. «Особенности переноса излучения в структурированных средах» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 66-71 (2015)

Работа посвящена изучению переноса излучения в локально-упорядоченных средах. Показано, что внутренняя геометрия и соотношения между локальными размерами и длиной волны внешнего излучения определяют режим рассеяния.

Katsev I.L., Zege E.P., Prikhach A.S. «Two methods for solution of the problem of the phase ambiguity in locating remote objects with amplitude-modulated beams in seawaters» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 71-76 (2015)

Использование амплитудно-модулированных пучков в системах видения и локации в рассеивающих средах позволяет эффективно подавлять помеху обратного рассеяния. При этом фаза модулированного пучка несет информацию о расстоянии до объекта. Однако при локации модулированным пучком возникает проблема фазовой неопределенности, поскольку фаза регистрируемого пучка, зависящая от частоты модуляции, определяется с точностью до полпериода. Одним из путей уменьшения этой неопределенности является уменьшение частоты модуляции. Однако при этом менее эффективно подавляется помеха обратного рассеяния. В докладе рассмотрены два других способа решения этой проблемы.

Katsev I.L., Zege E.P., Prikhach A.S. «Optical location in sea water using three frequencies for amplitude modulated beams» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 76-81 (2015)

При использовании амплитудно-модулированных пучков в системах видения и локации в морской воде фаза модулированного пучка несет информацию о расстоянии до объекта. Однако при этом возникают две известные проблемы. Одна из них – это проблема фазовой неопределенности: фаза определяется с точностью до полпериода. Другая проблема состоит в том, что регистрируемый сигнал является суперпозицией сигнала от объекта и помехи обратного рассеяния. Чтобы выделить сигнал от объекта, необходимо знать помеху обратного рассеяния. В докладе предлагается подход, который позволяет решить обе эти проблемы одновременно.

Турлаев Д.Г. «Одномерная задача о восстановлении изображения подводного объекта на основе неполной информации о реализации поверхностного волнения» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 81-86 (2015)

Предложена методика компенсации геометрических искажений в изображениях подводных объектов, вызванных преломлением света на взволнованной границе раздела. Методика основана на использовании минимальной информации о реализации поверхностного волнения – поперечных координат экстремумов поверхности, и на интерполяции поверхности между этими точками. Приведены расчеты скомпенсированных характеристик систем наблюдения для одного из способов интерполяции.

Артемьев В.А., Недоспасов А.А. «Оптические характеристики приповерхностных вод в юго-восточной части Карского моря в сентябре 2014 г.» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 86-89 (2015)

Измерения оптических характеристик проведены на полигоне у западного побережья полуострова Ямал. Гидрологические характеристики морской воды в этом районе, формируются под воздействием многих факторов, поэтому отличаются сильной изменчивостью. Приведены результаты сопоставления оптических и гидрологических данных.

Гавриленко Г.Г., Здоровеннова Г.Э., Здоровеннов Р.Э., Пальшин Н.И., Ефремова Т.В., Тержевик А.Ю. «Фотосинтетически активная солнечная радиация в водной толще мелкого озера в конце зимы» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 89-95 (2015)

Рассматривается изменчивость потока фотосинтетически активной солнечной радиации в водной толще небольшого мелководного озера в конце ледостава. Охарактеризованы структура и оптические свойства снежно-ледяного покрова и распределение коэффициента экстинкции в подледном слое озера на этапе активного таяния.

Долина И.С., Долин Л.С. «О возможности определения модового состава нелинейных внутренних волн по их лидарным изображениям» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 95-101 (2015)

Проведена модификация разработанной нами ранее аналитической модели лидарного изображения нелинейной внутренней волны (ВВ) применительно к трехслойной модели плотностной стратификации воды. Выполнен расчет и проанализированы отличительные особенности лидарных изображений первой и второй мод нелинейных ВВ с использованием реальных и модельных профилей гидрооптических и гидрологических характеристик.

Жегулин Г.В., Зимин А.В., Родионов М.А. «Применение вейвлет-анализа для оценки взаимосвязи колебаний гидрологических и гидрооптических характеристик на основе натурных измерений в Белом море» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 101-106 (2015)

На основе данных гидрологических и гидрооптических наблюдений, выполненных в августе 2013 г. в Белом море на границе Бассейна и пролива Западная Соловецкая Салма, проведен совместный статистический анализ пространственно-временной изменчивости этих характеристик в области слоя скачка на основе применения математического аппарата вейвлет-преобразования. Обнаружены пространственно-временные области с высоким показателем когерентности на масштабах 1,5–3 ч и 5–8 ч. Колебания в указанных диапазонах происходят в противофазе и их можно идентифицировать, как внутренние волны, а также регистрировать с помощью оптических средств.

Копелевич О.В., Вазюля С.В., Шеберстов С.В. «Пространственная и временная изменчивость концентрации взвеси в поверхностном слое вод Юго-Восточной Балтики по данным спутникового сканера MODIS-Aqua в период 2003–2014 гг.» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 106-110 (2015)

Пространственная и временная изменчивость содержания взвешенного вещества в поверхностном слое вод Юго-Восточной Балтики анализируется по данным спутникового сканера MODIS-Aqua в марте–сентябре 2003–2014 гг. Использовался региональный алгоритм, разработанный на основе данных натурных измерений в исследуемом регионе. Влияние различных источников поступления взвешенного вещества демонстрируется по данным спутникового сканера Landsat-8 с разрешением 30 м. Рассматриваются сезонные и межгодовые изменения средней концентрации взвеси; показано отсутствие значимого тренда за рассматриваемый период.

Латушкин А.А., Ли М.Е., Мартынов О.В. «Определение содержания взвешенного вещества оптическими методами в Севастопольской бухте» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 110-113 (2015)

Представлены результаты исследования общего взвешенного вещества (ОВВ) в Севастопольской бухты в осенний период. Получено регрессионное соотношение, связывающее концентрацию ОВВ с показателем ослабления направленного света на длине волны 660 нм. Выявлены характерные для Севастопольской бухты особенности пространственного распределения ОВВ.

Malinka A.V. «Analytical description of light scattering by phytoplankton particles in the WKB approximation» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 113-118 (2015)

Фитопланктон в морской воде представляет собой ансамбль оптически мягких (с показателем преломления, слабо отличающимся от показателя преломления воды) частиц нерегулярной формы. Рассеяние света на подобном ансамбле рассмотрено в рамках ВКБ приближения с точки зрения стереологии. Сечения ослабления и поглощения выражены аналитически через функцию распределения хорд. Также предложено аналитическое выражение для индикатрисы рассеяния. Проведено сравнение полученных результатов с расчетами с помощью приближения дискретных диполей.

Маньковский В.И. «Исследование связи показателя поглощения с показателем ослабления направленного света в водах Черного моря» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 118-121 (2015)

Установлена связь показателя поглощения с показателем ослабления направленного света (длина волны 525 нм) в поверхностных водах (слой 0–50 м) Черного моря.

Парамонов Л.Е. «Рассеяние света хаотически ориентированными "мягкими" неоднородными эллипсоидальными частицами» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 121-126 (2015)

Приближения Рэлея–Ганса–Дебая (РГД) и аномальной дифракции (АД) используются для формулировки необходимых и достаточных условий оптической эквивалентности хаотически ориентированных радиально неоднородных оптически «мягких» эллипсоидальных частиц и полидисперсных радиально неоднородных сферических частиц. Следствия оптической эквивалентности используются как основа оптической классификации изотропных ансамблей «мягких» эллипсоидальных частиц. Корректность классификации иллюстрируется расчетами с использованием метода Т-матриц и Лоренца–Ми теории.

Парамонов Л.Е., Сорокина О.В. «Моделирование спектров поглощения диатомовых водорослей» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 126-129 (2015)

Оценивается спектр показателей поглощения диатомовой водоросли Chaetocerosprotuberans. Исследуется влияние эффекта упаковки на спектры поглощения.

Салинг И.В., Копелевич О.В. «Оценка взаимосвязи между биооптическими параметрами вод поверхностного слоя в разных регионах Каспийского моря по данным спутниковых сканеров цвета» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 129-133 (2015)

По данным спутниковых сканеров SeaWiFS и MODIS-Aqua 1998–2014 гг. выполнены статистические оценки связи между среднемесячными значениями концентрации хлорофилла и показателя рассеяния назад взвешенными частицами в Северном, Среднем и Южном Каспии. Полученные данные используются для оценки процессов, обусловливающих изменчивость вышеуказанных параметров в разных регионах.

Суторихин И.А., Букатый В.И., Акулова О.Б. «Пространственное распределение показателя ослабления света в поверхностном слое воды озер Красиловское и Бол. Островное (Алтайский край)» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 133-136 (2015)

Приводятся результаты исследования пространственного распределения и временной изменчивости показателя ослабления света озерной водой на трех длинах волн – 430, 550 и 670 нм, которые были выполнены осенью 2014 г. и зимой 2015 г. на разнотипных озерах Алтайского края – Красиловское и Бол. Островное. Получено, что исследуемые водоемы отличаются не только гидробиологическими характеристиками, но также и оптическими. Следовательно, ослабление света озерной водой может служить объективным маркером гидрофизических характеристик водоемов для их экологического состояния.

Суторихин И.А., Букатый В.И., Янковская У.И., Акулова О.Б. «Суточная динамика спектрального показателя ослабления света в бессточном озере Красиловское» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 136-140 (2015)

В июне 2013 и мае 2014 гг. на оз. Красиловское (Алтайский край) были проведены суточные наблюдения по изучению динамики спектрального показателя ослабления света, концентрации хлорофилла «а» и температуры воды на разных глубинах водоема.

Чурилова Т.Я., Ефимова Т.В., Джулай А.А., Суслин В.В., Муханов В.С., Кривенко О.В. «Биооптические характеристики вод черного моря в зимний период» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 140-146 (2015)

Представлены результаты измерений и параметризации поглощения света фитопланктоном, неживым взвешенным и окрашенным растворенным веществом в глубоководном и прибрежном районах Черного моря в зимний период.

Атаджанова О.А., Зимин А.В., Салинг И.В. «Исследование влияния субмезомасштабных вихрей на распределение фитопланктона в поверхностном слое Белого моря по спутниковым данным» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 146-149 (2015)

Исследовано влияние субмезомасштабных вихрей в Белом море на пространственное распределение концентрации хлорофилла на основе спутниковых данных. Использованы радиолокационные изображения Envisat ASAR, Radarsat-1, 2, полученные за период с мая по сентябрь 2009–2012 гг., и данные сканера цвета MODIS-Aqua. Обнаруженная связь проанализирована с точки зрения возможных механизмов проявления субмезомасштабных вихрей в распределении концентрации хлорофилла.

Burenkov V.I., Kopelevich O.V., Sheberstov S.V., Vazulya S.V., Pautova L.A., Silkin V.A. «Identification of the dominant phytoplankton species in the north-eastern part of the Black sea in June from remote sensing data» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 149-152 (2015)

Разработан метод выделения доминирующих видов фитопланктона для северо-восточной части Черного моря в июне по данным дистанционного зондирования. Он основан на сопоставлении судовых измерений биомассы диатомовых Cdiatom и кокколитофорид C_coc с судовыми измерениями спектров коэффициента яркости водной толщи R_rs(λ). Статистический анализ взаимосвязи между log(C_diatom/C_coc) и R_rs(488)/R_rs(547) для измерений 2007 и 2013 гг. показал наличие значимой корреляционной связи между этими параметрами. Коэффициент детерминации r² равнялся 0.68 для 2007 г. и 0.54 для 2013 г. Уравнения регрессии для этих лет оказались очень близки, поэтому окончательно использовалось уравнение для объединенной выборки 2007–2013 гг. (коэффициент детерминации r²=0.75). Сопоставление судовых и спутниковых данных сканера MODIS-Aqua в подспутниковых экспериментах показало, что величины отношения R_rs(488)/R_rs(547) различаются очень мало. Поэтому предлагаемый метод был применен к данным MODIS-Aquaдля северо-восточной части Черного моря. Построены карты отношения C_diatom/C_coc за разные годы. На карте за 2007 г. хорошо видно, что это отношение велико в прибрежной зоне (т.е. доминирующим видом фитопланктона являются диатомеи), в то время как в открытых районах оно мало (т.е. преобладают кокколитофориды).

Вазюля С.В., Копелевич О.В., Шеберстов С.В., Артемьев В.А. «Валидация алгоритмов оценки фотосинтетически активной радиации на поверхности моря по спутниковым данным» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 152-156 (2015)

Представлены результаты валидации алгоритмов оценки фотосинтетически активной радиации (ФАР), падающей на поверхность моря, по данным спутникового сканера цвета MODIS Aqua, выполненной во время перегонного рейса НИС «Профессор Штокман» из Калининграда в Архангельск в конце июля – начале августа 2014 г. ФАР рассчитывалась с использованием стандартного алгоритма НАСА и алгоритма, разработанного ранее в Лаборатории оптики океана ИО РАН, который позволяет определять основные составляющие баланса ФАР (падающей, отраженной и вышедшей из водной толщи) на уровне поверхности моря. Для валидации использовались данные судовых измерений посредством палубного радиометра в 4-х спектральных участках видимого диапазона спектра, которые выполнялись по всему маршруту рейса в светлое время суток с интервалом 10 минут.

Глуховец Д.И., Копелевич О.В., Паутова Л.А., Кравчишина М.Д., Артемьев В.А. «Сравнение биооптических характеристик Балтийского, Норвежского и Баренцева морей летом 2014 г. по судовым и спутниковым данным» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 156-160 (2015)

Представлены результаты совместного анализа данных спутникового сканера цвета MODIS-Aqua и судовых измерений, выполненных в 127-м рейсе НИС «Профессор Штокман» в морях Северной Атлантики с 26 июля по 5 августа 2014 г. На судне измерялись спектры флуоресценции окрашенной части растворенного органического вещества (ОРОВ) и хлорофилла-А (Хл-А) от двух длин волн возбуждения (401 и 532 нм соответственно), показатель ослабления света; определялись концентрации Хл-А и видового состава фитопланктона. Исследована связь между изменениями спектров флуоресценции Хл-А и ОРОВ и 156 Дистанционное зондирование SHAPE\MERGEFORMAT спектров яркости излучения, вышедшего из водной толщи (R_RSMODIS). Основные факторы, определяющие характерные изменения спектров, – высокая концентрация ОРОВ в Балтийском море и кокколитофоридное цветение в Баренцевом. По данным прямых определений проведена валидация спутникового алгоритма ИО РАН расчета концентрации кокколитофорид в Баренцевом море. Обсуждается связь между формой спектров флуоресценции Хл-А и изменениями концентрации Хл-А и видового состава фитопланктона.

Гольдин Ю.А., Гуреев Б.А., Черноок В.И., Васильев А.Н., Горяинов В.С. «Судовой лидар «Гидробионт»» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 160-165 (2015)

Лидар «Гидробионт» разработан для мониторинга морских акваторий в интересах промысловой океанологии. Особенность лидара – совмещение поляризационных и спектральных каналов. Представлены конструкция и результаты морских испытаний

Карабашев Г.С., Евдошенко М.А. «О спектральных признаках цветения цианобактерий на экологически различных морских акваториях по спутниковым данным» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 165-170 (2015)

На Балтике и ЮЗ тропической Пацифике по данным сканера MODIS обнаружены различия спектров коэффициентов яркости моря во время цветения цианобактерий. Предположительно этот эффект связан с видовыми различиями последних и перспективен для ДЗ-диагностики цветений.

Корчёмкина Е.Н., Шибанов Е.Б. «Использование данных сети aeronet для атмосферной коррекции спутниковых измерений» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 176-179 (2015)

Рассматриваются особенности спектрального поведения аэрозольной оптической толщины атмосферы по данным сети AERONET для разных метеоусловий с целью использования их при атмосферной коррекции спутниковых данных.

Пелевин В.В., Завьялов П.О., Коновалов Б.В., Абрамов О.И., Грабовский А.Б., Гончаренко И.В. «Дистанционное лазерное зондирование морей и внутренних водоемов портативными ультрафиолетовыми лидарами (УФЛ-серии)» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 179-184 (2015)

Задача по изучению пространственного распределения в поверхностном слое моря концентраций хлорофилла-a, растворенного органического вещества и органики антропогенного происхождения, а также взвеси, актуальна и для морей, и для внутренних водоемов. Для исследования мелкомасштабной пространственной изменчивости этих параметров водной среды целесообразно применять методы дистанционного зондирования из-за необходимости сбора большого объема данных. Одним из подобных методов является зондирование верхнего слоя моря флуоресцентным лазерным лидаром. Представлены некоторые результаты ультрафиолетового лазерного зондирования морских и озерных вод, полученные с помощью портативных флуоресцентных лидаров (УФЛ-серии).

Соколецкий Л.Г., Шен Ф., Янг Х., Вей Х. «Оценка эмпирических и полуаналитических моделей спектрального отражения для поверхностной концентрации суспендированных седиментов в высокоизменчивых внутренних, эстуарных и прибрежных водах Восточного Китая» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 187-191 (2015)

Разработка и проверка моделей, основанных на поверхностных спектрах remote-sensing reflectance (R_rs) для оценки параметров качества воды, – важная часть спутникового мониторинга внутренних, эстуарных и прибрежных вод. В настоящем исследовании десятки эмпирических и полуаналитических моделей спектрального отражения для оценки поверхностной концентрации суспендированных седиментов (КСС) были сравнены с лабораторными измерениями в пробоотборниках (одна серия данных) и измерениями in situ (две серии данных), выполненных в различных природных водах Восточного Китая, а именно, в эстуариях рек Янцзы и Хуанхэ, и прибрежной зоне Восточно-Китайского моря. Анализ моделей был осуществлён с помощью нескольких статистических показателей, характеризующих: 1) точность модельных предсказаний, 2) корреляцию между предсказанными и наблюдаемыми значениями КСС, и 3) пространственную и временную робастность работы моделей. Две модели, использующие спектральные отношения R_rs ближнего инфракрасного излучения к зелёному и красного излучения к зелёному, были найдены лучшими среди эмпирических и полуаналитических моделей, соответственно. Первая модель показала лучшие результаты при 100 < КСС < 4000 мг/л, в то время как вторая модель была более эффективна для меньших значений КСС. Хотя статистика для обеих этих моделей относительно хороша, эмпирические модели представляются более подходящими для регулярного мониторинга качества воды из космоса.

Стёпочкин И.Е., Салюк П.А. «Разработка методик восстановления концентраций основных органических оптически-активных компонентов морской воды из данных пассивного оптического зондирования» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 195-199 (2015)

Рассмотрены методы эмпирического определения концентрации хлорофилла-а и окрашенных растворенных органических веществ (ОРОВ) из гиперспектральных данных по цвету морской поверхности в случае различных соотношений между концентрацией хлорофилла-а и ОРОВ. Исследования проведены на акваториях Японского, Восточно-Китайского, Охотского, Баренцева, Чукотского морей в водах различного оптического типа в период с 2009 по 2013 г. На основе собранного массива натурных данных была создана методика построения региональных эмпирических алгоритмов для определения концентраций хлорофилла-а и ОРОВ с учетом различия их вкладов в формирование восходящего излучения морской воды. Также определены спектральные каналы современных спутниковых сканеров цвета морской поверхности для наилучшего разделения вкладов. С другой стороны концентрации хлорофилла-а и ОРОВ были также получены путем использования модели для коэффициента яркости моря. После чего было проведено сравнение качества работы обоих подходов с судовыми данными.

Суслин В.В., Чурилова Т.Я. «Трехканальный метод разделения поглощения света фитопланктоном и неживым органическим веществом: приложение к дистанционному зондированию в видимом диапазоне спектра» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 199-204 (2015)

Для приложения к дистанционному зондированию внутренних морей и прибрежных вод океанов предложен метод разделения коэффициентов поглощения света живым и неживым органическим веществом, а именно: фитопланктоном и суммой детрита и желтого вещества.

Штрайхерт Е.А., Захарков С.П. «Изменчивость биооптических характеристик в заливе Петра Великого (Японское море) в зимне-весенний период» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 204-210 (2015)

По данным рейса НИС «Профессор Гагаринский» (20–27.02.2015) рассматривается изменчивость концентрации хлорофилла-а и желтого вещества в поверхностном слое вод. Она сопоставляется с вертикальным распределением этих характеристик, температуры и солености вод, скоростью ветра как индикаторов гидродинамических процессов и с данными спутникового спектрорадиометра MODIS-Aqua.

Баханов В.В., Богатов Н.А., Ермошкин А.В., Кемарская О.Н., Титов В.И. «Оптические и радиолокационные лабораторные исследования воздействия неоднородного течения на характеристики обрушений ветровых волн» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 210-215 (2015)

Были проведены экспериментальные исследования модуляции обрушений ветровых волн в поле горизонтально неоднородных течений. Были созданы попутное ветровым волнам течение с положительным и отрицательным градиентом и встречное течение с отрицательным градиентом. Попутное течение уменьшает амплитуду ветровых волн. При этом уменьшается и частота зафиксированных скаттерометром обрушений ветровых волн. В случае встречного течения уменьшение амплитуды ветровых волн наблюдается при слабых ветрах. При более высоких скоростях ветра амплитуда ветровой волны не меняется при наличии течения, тем не менее, наблюдается увеличение частоты зафиксированных обрушений ветровых волн. Для понимания механизмов модуляции характеристик обрушений ветровых волн, были проведены синхронные радиолокационные и оптические измерения водной поверхности. Были зарегистрированы встречные относительно ветровых волн поверхностные волны, возникающие при встречном течении. Показано, что текущий доплеровский спектр сигналов 3 см скаттерометра имеет выбросы, соответствующие областям усиления длинных волн. Данные лабораторные исследования проводились в интересах развития методов дистанционной диагностики неоднородных течений при высоких скоростях ветра.

Калинская Д.В., Суслин В.В. «Изменчивость оптических характеристик атмосферного аэрозоля над Чёрным морем во время летних пожаров 2010 г.» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 215-219 (2015)

Для исследуемого периода пожаров были проанализированы основные оптические характеристики аэрозоля для станции Sevastopol сети AERONET. Анализ спутниковых изображений позволил установить даты события вторжения смога для станций, находящихся на побережье Черного моря, а также ближайших к нему станций.

Мольков А.А., Долин Л.С. «О возможности регистрации пленок ПАВ на взволнованной водной поверхности средствами подводного видения» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 219-224 (2015)

Продемонстрирована принципиальная возможность регистрации пленок поверхностно-активных веществ на морской поверхности с помощью оптической системы, размещенной на заданной глубине. Зарегистрированы изображения морской поверхности в области солнечных бликов, а также границы круга Снеллиуса при наличии поверхностной пленки и в ее отсутствие. Показано, что под действием пленки происходит выглаживание волнения, что приводит к изменению бликовой структуры и искажениям границы круга Снеллиуса. Сделаны оценки дисперсии уклонов поверхности на основе статистически средних изображений подводной солнечной дорожки и границы круга Снеллиуса, свидетельствующие об ослаблении волнения и находящиеся в соответствии с зависимостями Кокса–Манка.

Савченко В.В., Глухов В.А., Семерюк И.А., Французов О.Н. «Эксперимент по определению рассеивания на поверхности воды» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 224-227 (2015)

Описан результат определения зависимости рассеивания коллимированного пучка света, отраженного от поверхности воды, от ее гидрооптических характеристик. Результат получен на основании физического эксперимента, проведенного на лабораторно модельной установке.

Сакерин С.М., Кабанов Д.М. «Мелко- и грубодисперсные компоненты аэрозольной оптической толщи атмосферы над океаном» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 227-232 (2015)

Обсуждаются результаты сравнительного анализа мелко- и грубодисперсных компонентов аэрозольной оптической толщи (АОТ) атмосферы, полученных по данным измерений солнечных фотометров SP в 14 районах Атлантического, Южного, Северного Ледовитого океана и Дальневосточных морей. Средние (по районам) значения грубодисперсного компонента АОТ меняются от 0.007 до 0.24, мелкодисперсного компонента – от 0.015 до 0.25. Несмотря на независимость природы и многообразие сочетаний двух компонентов АОТ, в распределении их средних значений прослеживается совместный рост от самых низких величин в Южном океане до максимальных в зоне мощных континентальных выносов (море Мрака и Японское море). С учетом природных особенностей, проведена группировка данных по нескольким типам морских районов и для них определены наиболее вероятные значения грубодисперсного компонента и двух параметров (аналогичных параметрам Ангстрема), характеризующих мелкодисперсный компонент АОТ.

Сакерин С.М., Кабанов Д.М., Козлов В.С., Полькин В.В., Радионов В.Ф., Чернов Д.Г. «Сравнительный анализ характеристик атмосферного аэрозоля в акваториях Южного и Северного Ледовитого океанов» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 236-240 (2015)

В последнее десятилетие авторами ведутся исследования с борта научных судов микрофизических и оптических характеристик аэрозоля в высокоширотных районах океана: массовой концентрации аэрозоля и «сажи» в приводном слое, дисперсного состава частиц, аэрозольной оптической толщи в диапазоне спектра 0.34–2.14 мкм и влагосодержания атмосферы. В докладе проводится обобщение и сравнительный анализ характеристик аэрозоля, полученных в Южном океане (51–59 РАЭ), 100-мильной зоне вблизи Антарктиды и трех районах Северного Ледовитого океана. Обсуждаются особенности пространственного распределения и временной изменчивости параметров аэрозоля в полярных районах.

Суслин В.В., Слабакова В., Калинская Д.В. «Оптические свойства аэрозоля над Черным морем по данным цветовых сканеров и сети AERONET» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 245-250 (2015)

Выполнен совместный анализ аэрозольной оптической толщины (АОТ) и показателя Ангстрема над Черным морем, полученных по данным сети AERONET и атмосферных продуктов цветовых сканеров с использованием стандартной атмосферной коррекции (ОС-продукт). Показано, что наблюдается систематическая переоценка АОТ для ОС-продукта по сравнению с прямыми синхронными измерениями AERONET.

Титов В.И., Баханов В.В., Лучинин А.Г., Репина И.А. «Оптический мониторинг поверхности моря» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 250-254 (2015)

Обсуждаются принципы мониторинга поверхности моря по оптическим изображениям. Приводятся методы восстановления характеристик волнения моря, а также приповерхностных ветровых потоков по их проявлениям на морской поверхности при скользящих углах наблюдения. Разработан оптический многоканальный комплекс, состоящий из синхронизированных оптических приемников имеющих спектральную чувствительность в разных участках оптического спектра. Разработанные принципы оптического мониторинга прошли верификацию в натурных экспериментах с помощью оптического комплекса.

Бабий В.И., Родионов А.А., Бабий М.В. «Перспективный оптико-акустический метод измерения параметров термодинамического состояния морской среды» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 254-259 (2015)

В основе рассматриваемого метода лежит концепция идеального измерителя параметров термодинамического состояния жидкости, которая заключается в непрерывном синхронном измерении показателя преломления света, скорости звука и давления в едином объеме морской среды

Григорьев А.В., Храпко А.Н. «Новый малогабаритный высоковольтный источник питания фотоумножителя плавающего спектрорадиометра» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 259-262 (2015)

Описывается новый высоковольтный источник питания, обеспечивающий повышенную точность измерений плавающим спектрорадиометром «ПРО1».

Ли М.Е., Мартынов О.В., Шибанов Е.Б. «Совершенствование методов измерения спектрально-углового показателя рассеяния света морской водой» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 262-267 (2015)

Работа посвящена совершенствованию методов измерения рассеивающих свойств морской среды. Обсуждаются методы повышения точности измерения углового показателя рассеяния света в широком угловом и спектральном интервале.

Ли М.Е., Шибанов Е.Б., Ли Р.И., Мартынов О.В. «Преимущества использования сверхъярких светодиодов в приборах для исследований рассеяния света морской водой» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 267-271 (2015)

Рассмотрены вопросы применения сверхъярких светодиодов в качестве источника света в приборе для измерений индикатрисы рассеяния света в морской среде. Даны краткие описания конструкции нефелометра и результатов его испытаний.

Ли М.Е., Шибанов Е.Б., Мартынов О.В. «Измерения спектральных свойств вертикального распределения горизонтальной облученности» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 271-277 (2015)

Дано краткое описание зондирующего спектрального измерителя облученности. Обсуждаются методы сглаживания профилей облученности с целью минимизации неопределенности, обусловленной эффектом фокусировки вследствие волнения.

Пожар В.Э., Мачихин А.С. «Акустооптический гиперспектрометр для исследования водной поверхности» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 277-279 (2015)

Рассмотрена задача регистрации изображений водной поверхности в произвольных узких спектральных интервалах. Описан гиперспектрометр на основе широкоугольных акустооптических перестраиваемых фильтров.

Пустовойт В.И., Вялышев А.И., Кутуза И.Б., Мазур М.М., Пожар В.Э., Шорин В.Н. «Исследование водной среды методами акустооптической спектрометрии» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 279-281 (2015)

Представлен подводный оптический спектрометр для исследования морей и других водоемов на базе акустооптических фильтров, позволяющий регистрировать спектры люминесценции и комбинационного рассеяния воды и растворенных веществ.

Хлебников Д.В., Власов В.Л., Коновалов Б.В. «Оптоволоконный сканирующий спектрофлюориметр для исследования и идентификации взвешенного и растворенного в морской воде органического вещества и его апробация в экспедиции «Черное море 2010»» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 281-283 (2015)

Разработан опытно-экспериментальный экземпляр модульного оптоволоконного сканирующего спектрофлюориметра для исследования и идентификации взвешенного и растворенного в морской воде органического вещества. Предложено три варианта исполнения прибора в зависимости от поставленных в морской экспедиции задач – проточный, криогенный и погружной

Чепыженко А.И., Чепыженко А.А., Кудинов О.Б. «Мультипараметрические гидрооптические комплексы in situ для комплексной оценки биофизических свойств водной среды» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 283-288 (2015)

Мультипараметрический подход и сочетанное в комплексе как гидрооптических измерительных каналов, основанных на измерении спектральной прозрачности, интенсивности флюоресценции и люминесценции, индикатрисы рассеяния и светового поля, так и фоновых характеристик – СТД, скорости и направления течения обеспечивает комплексный подход к оценке биофизических свойств водной среды, а конструктивное исполнение обеспечивает проведение исследований как на станциях, так и на ходу судна до 12 узлов.