Буланов В.А., Корсков И.В., Соседко Е.В. «О применении нелинейного рассеяния звука для оценки структуры и размерного состава газовых факелов в море» Подводные исследования и робототехника, 33, № 4, с. 45-52 (2020)

Новые объекты в океане, подводные газовые факелы (ГФ), образованные газовыми пузырьками, выходящими из дна моря, повсеместно встречаются в районах выброса газов как из толщи донных осадков в различных районах океана, так и в районах выгрузки газа при таянии вечной мерзлоты в арктических морях, и к ним проявляется все больше внимания. Стандартное применение рассеяния звука позволяет обнаружить наличие ГФ в море, но не позволяет в полной мере корректно оценить функцию распределения пузырьков по размерам в факеле и поэтому возникают неопределенности с оценкой мощности выброса газов из моря. Обсуждаются возможности использования метода нестационарного и нелинейного рассеяния звука для получения информации о структуре и динамике подводных газовых факелов, образованных выходом газа из морского дна. Нелинейное рассеяние звука обусловлено высокой нелинейностью пузырьковых структур в воде. Нестационарное рассеяние звука возникает вследствие переходных процессов раскачки пузырьков под действием акустических импульсов, и оно ранее использовалось для изучения распределения пузырьков в приповерхностных слоях морской воды. В работе показано, что применение нелинейного нестационарного рассеяния на встречных пучках позволит проводить дистанционную спектроскопию пузырьков в газовых факелах и проводить корректные оценки газосодержания в факелах.

Толстошеев А.П., Лунев Е.Г., Мотыжев С.В., Дыкман В.З. «Модуль оценивания солености морской воды на основе измерений скорости звука» Морской гидрофизический журнал, 37, № 1, с. 132-142 (2021)

Цель. Достоверность знаний о динамике океана и изменчивости климата в значительной степени ограничивается отсутствием систематических контактных наблюдений солености в поверхностном слое моря – одного из основных гидрологических параметров, определяющих циркуляцию и стратификацию водных масс. Цель данной работы – создание автономного средства долговременного мониторинга солености верхнего слоя морской воды. Методы и результаты. Одним из наиболее эффективных средств контактных наблюдений верхнего слоя океана является глобальная сеть поверхностных дрейфующих буев – дрифтеров. В настоящее время в состав сети, насчитывающей свыше 1,5 тыс. буев, входит лишь небольшое количество дрифтеров-солемеров, применение которых, как правило, ограничено рамками пилотных экспериментов. Вычисление солености в дрифтерах реализовано традиционным методом с использованием результатов измерений электропроводимости и температуры. Существует ряд проблем, связанных как с принципом определения солености таким методом, так и с обеспечением долговременной стабильности датчиков электропроводимости в условиях загрязнения и биологического обрастания. В Морском гидрофизическом институте РАН был разработан дрифтер с модулем SVT для вычисления солености альтернативным методом – по результатам измерений скорости звука и температуры. В модуле используются специально разработанный времяпролетный измеритель скорости звука с фиксированной базой и кварцевый датчик температуры. В течение двух лет были выполнены многочисленные лабораторные и натурные испытания нескольких экземпляров модуля SVT. По данным лабораторных испытаний, пределы сходимости результатов измерений скорости звука в дистиллированной воде составили ±02 м/с. По данным долговременных натурных испытаний, которые проводились в условиях интенсивного биологического обрастания, погрешность оценивания солености по результатам измерений скорости звука и температуры модулем SVT находилась в пределах ±05‰, что позволяет рассчитывать на устойчивость характеристик модуля в реальных условиях длительной необслуживаемой эксплуатации в составе дрифтера. Выводы. Полученные результаты позволяют рекомендовать использование дрифтеров с модулями измерения скорости звука и температуры в качестве эффективного средства систематического оперативного мониторинга поля солености верхнего слоя моря.