Долина И.С., Долин Л.С. «Алгоритмы определения спектрально-энергетических характеристик случайного поля внутренних волн по лидарным эхо-сигналам» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 11, № 3, с. 47-54 (2018)

Теоретически исследована возможность измерения частотно-угловых спектров модовых составляющих случайного поля пикноклинных внутренних волн малой амплитуды лидарным методом. Предложены алгоритмы восстановления спектров внутренних волн по измеренным спектрам относительных флуктуаций мощности лидарного эхо-сигнала с использованием данных о профилях частоты Вяйсяля и первичных гидрооптических характеристик. Показано, что при определенных условиях частотно-угловой спектр флуктуаций мощности эхо-сигнала, приходящего с заданной глубины, представляется в виде суперпозиции частотно-угловых спектров модовых составляющих поля внутренних волн с весовыми множителями, зависящими от профилей первичных гидрооптических характеристик и вертикальной структуры мод. Поэтому спектр одномодового поля внутренних волн может быть определен по флуктуациям эхо-сигнала с одной правильно выбранной глубины, а спектр многомодового поля – по сигналам с нескольких различных глубин, число которых не должно быть меньше числа мод. Приведены формулы для оценки погрешностей определения спектра внутренних волн, обусловленных погрешностью измерения спектра флуктуаций эхо-сигнала, а также погрешностями задания невозмущенного профиля показателя ослабления света и функции, характеризующей вертикальную структуру моды. Процедура восстановления спектров двухмодового поля проиллюстрирована численным экспериментом с использованием реальных гидрологических и гидрооптических данных, полученных в одном из районов Баренцева моря.