Отдел оптики и биофизики моря

Отдел создан в 1962 году на базе гидрооптической лаборатории Черноморской гидрофизической станции. В отделе работают 12 научных сотрудников, включая 1 доктора физ.-мат. наук и 5 кандидатов наук.

Ли Михаил Ен Гон

Заведующий отделом – д. ф.-м.н. Ли Михаил Ен Гон.

Исследования по оптике моря в Морском гидрофизическом институте были начаты ранними основополагающими работами академика В.В. Шулейкина по теории распространения светового излучения в водной среде. С начала образования института эти исследования сопровождались натурными наблюдениями в гидрооптической лаборатории Черноморской гидрофизической станции под руководством В.А. Тимофеевой и в специально построенном гидрооптическом павильоне.

В 1962 году образован отдел оптики морей и океанов, который возглавил профессор Г.Г. Неуймин. Основными направлениями деятельности этого отдела являлись разработка новых методов, создание аппаратуры для гидрооптических измерений и исследование c их помощью распределения гидрооптических полей в морях и океанах.

Позже задачи, решаемые отделом, были значительно расширены академиками АН УССР Б.А. Нелепо, основателем первых отечественных исследований океана из космоса и В.И. Беляевым, руководителем Крымского Отделения НАН Украины, основателем в НАН Украины школы математического моделирования в экологии и организатором внедрения в МГИ биофизических методов исследования морской среды. С 1999 г. отделом заведует доктор физ.-мат. наук М.Е. Ли.

Традиционными задачами отдела за все годы его существования являлись разработка и создание современных приборов для контактных и дистанционных измерений оптических характеристик и световых полей в океанах и в атмосфере, проведение с их помощью экспериментальных исследований вод морей и океанов и изучение особенностей географического распределения оптических свойств морской воды и атмосферного аэрозоля.

В настоящее время основными направлениями отдела оптики моря являются:

  • экспериментальное и теоретическое изучение оптических полей морских акваторий на основе контактных и дистанционных измерений оптических параметров с целью получения информации для экологического мониторинга океана и атмосферы;

  • создание контактных и дистанционных методов и приборов для исследования оптических характеристик морских вод.

Научные исследования отдела выполняются в рамках национальной программы Украины, по проектам и темам Национальной академии наук и Национального космического агентства Украины, а также международных научных программ и грантов различных международных фондов.

Основные результаты работ отдела:

  • Проведены исследования оптических свойств водных масс и закономерностей распространения светового излучения во многих акваториях Мирового океана. Построены полуэмпирические модели, описывающие связи между различными гидрооптическими и биологическими характеристиками и их региональные особенности. На основе этих исследований разработана новая оптическая классификация вод по величине индекса цвета.

  • Разработан подспутниковый комплекс гидрооптических приборов, по своим возможностям не уступающий известным аналогам в мире. С использованием этого комплекса приборов было проведено множество международных подспутниковых экспериментов на акваториях Черного и Средиземного морей и в Атлантическом океане.

  • Проведен детальный анализ оптического состояния атмосферы над Черным морем, исследована спектральная зависимость аэрозольной оптической толщины атмосферы и ее сезонная и межгодовая изменчивость. По международной программе исследований аэрозоля AERONET ведется непрерывный мониторинг оптических и микрофизических характеристик атмосферного аэрозоля. Полученные данные об оптических характеристиках атмосферы над Черным морем используются для обоснованного выбора методов коррекции спутниковых изображений при определении цвета моря из космоса.

  • Разработаны аналитические методы решения обратных задач биооптики моря, позволяющие по спектру коэффициента яркости моря восстанавливать спектральные характеристики поглощения и рассеяния света морскими водами, а также концентрацию основных биологических составляющих морской взвеси, таких, как пигменты фитопланктона и растворенное органическое вещество. Задача решена для природных вод многих акваторий Атлантического океана, Средиземного и Черного морей, включая и наиболее сложные случаи мутных прибрежных вод.

Фундаментальные исследования и прикладные гидрооптические исследования

Новый принцип измерения углового показателя рассеяния в широком интервале углов

Новый измеритель рассеяния света в морской воде разработан в отделе оптики моря МГИ. В приборе реализован новый принцип измерений углового показателя рассеяния, впервые позволивший измерять индикатрисы рассеяния во всем диапазоне углов от 0,5 до 179 в широком спектральном окне от 380 нм до 780нм.

Измеритель рассеяния света

Новые возможности измерений позволили выявить природу аномально высокого уровня рассеяния в оптически чистых водах в области малых углов и обнаружить ранее неизвестные структуры в воде. Эти исследования дают основания для пересмотра основных положений теории рассеяния в оптически чистых средах.

Влияние структурного хаоса в воде на рассеяние света

По результатам исследований рассеяния света в оптически чистых водах разработана новая модель рассеяния света.

Сравнение новых моделей с данными измерений угловой функции рассеяния для фильтрованной воды на 443 нм демонстрирует существенные различия с данными классических расчетов по теории Ми.

Экспериментальные исследования новой модели рассеяния

С 2000 г. эксперименты проводились в лучших лабораториях США, Канады, Франции, Италии и Польши, оборудование которых позволяет получать чистую воду с заданными характеристиками.

Результаты работ отдела опубликованы в 19 монографиях, 5 препринтах и 1020 статьях в отечественных и зарубежных научных журналах.

Контактная информация:

Отдел оптики моря
Морской гидрофизический институт,
2, Капитанская ул.
299011, Севастополь
Российская Федерация