Опубликовано: 16 апреля 2021 г.
Метки: РНФ, Дулов В.А., Козлов И.Е.

По результатам конкурса 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами» две заявки из Морского гидрофизического института получили поддержку Российского научного фонда. Оба гранта получены сотрудниками отдела дистанционных методов исследований – заведующим лабораторией прикладной физики В.А. Дуловым (название проекта: «Исследования поверхностных волн и их обрушений в тропических и полярных циклонах на основе спутниковых измерений и моделирования») и старшим научным сотрудником Лаборатории инновационных методов и средств океанологических исследований И.Е. Козловым (название проекта: «Динамические процессы в Арктике и их влияние на горизонтальный обмен и характеристики ледяного покрова по данным мульти-сенсорных измерений»). Срок обоих проектов рассчитан на три года.

Проект «Исследования поверхностных волн и их обрушений в тропических и полярных циклонах на основе спутниковых измерений и моделирования» нацелен на создание новых методов описания волновых полей, порождаемых экстремальными атмосферными явлениями - полярными, тропическими и внетропическими циклонами, для их дальнейшего использования в задачах оперативного мониторинга и прогноза аномально высоких волн, представляющих опасность для судоходства и береговых сооружений, и ассимиляции в моделях динамики системы океан-атмосфера. Актуальность решения этой проблемы для Российской Федерации связана с увеличением числа полярных циклонов в освободившихся ото льда акваториях Арктики, участившимися заходами тропических циклонов в дальневосточные моря России и подтвержденной возможностью развития квази-тропических циклонов в Черном море. Поверхностные волны являются важнейшей составляющей системы океан-атмосфера, контролируют обмен количеством движения и теплом между океаном и атмосферой, газообмен за счет обрушений волн, обеспечивают горизонтальные потоки массы и динамические напряжения, влияющие на уровень моря в прибрежной зоне и размыв берегов, и оказывают разрушающее воздействие на береговую инфраструктуру. Тропические и внетропические циклоны, генерируя ветровые волны и инерционно-ветровые течения, оказывают значительное воздействие на верхний слой океана, вызывая бароклинные движения, вертикальное перемешивание и эрозию термоклина. Это требует регулярного получения информации о волновых полях, генерируемых циклонами, на основе моделирования, спутниковых и контактных измерений. В проекте будут решаться 4 блока задач: развитие новой параметрической модели и исследования особенностей генерации волн циклонами; создание базы спутниковых и сопутствующих измерений полей волн, ветра и параметров циклонов и экспериментальные исследования обрушений волн и допплеровского РЛ сигнала при сильных ветрах с океанографической платформы; моделирование полей волн для наблюдаемых тропических циклонов и создание практической модели раннего предупреждения о появлении аномально высоких волн, вероятностные оценки полей волн, генерируемых полярными циклонами в Российской Арктике; исследования допплеровских сдвигов радиолокационного сигнала, связанных с волнами в области циклона.

Проект «Динамические процессы в Арктике и их влияние на горизонтальный обмен и характеристики ледяного покрова по данным мульти-сенсорных измерений» направлен на исследование динамических процессов (течений, вихрей и короткопериодных внутренних волн) в ключевых районах Северного Ледовитого океана (СЛО) на участках открытой воды и в прикромочной ледовой зоне на основе комплексного анализа данных мульти-сенсорных спутниковых, беспилотных и контактных измерений, а также моделей высокого пространственного разрешения. В ходе работы будет выполнена оценка кинематических характеристик внутренних волн и вихрей, их связь с полем крупномасштабных течений, влияние на горизонтальный обмен и характеристики ледяного покрова. Актуальность задач проекта определяется очевидной необходимостью изучения динамики синоптических, мезо- и субмезомасштабных процессов для их дальнейшей параметризации и, как следствие, совершенствования численных гидродинамических моделей Арктического бассейна. В рамках проекта впервые будут выполнены оценки горизонтального переноса тепла и био-оптических характеристик под влиянием вихрей различных масштабов, исследована динамика вихрей в прикромочной зоне, динамика и эволюция внутренних волн при их распространении из областей открытой воды внутрь прикромочной зоны, определены районы и механизмы генерации интенсивных внутренних волн, а также выполнены оценки влияния вихрей и внутренних волн на площадные характеристики и концентрацию льда в прикромочной зоне для различных районов Арктики. Инновационной составляющей проекта будет использование измерений беспилотных летательных аппаратов для исследования разномасштабных процессов и явлений в приповерхностном слое СЛО, а также кросс-валидация мульти-сенсорных спутниковых данных с результами моделей высокого пространственного разрешения.