Технические, аппаратные и программные решения для мониторинга природных процессов в южной части Охотского моря

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В статье представлены измерительные системы, которые используются для мониторинга природных процессов в южной части Охотского моря. Архитектура приборов позволяет организовать регистрацию измерений и передачу данных о волнах (в том числе аномально больших) в режиме реального времени. Впервые в этом регионе организованы наблюдения за ледовой обстановкой с помощью радиолокационной станции. Исследования проводятся научным стационаром “мыс Свободный”, где установлены лазерно-интерференционные приборы для регистрации вариаций колебаний и волн в геосферах. При обработке натурных данных были обнаружены деформационные аномалии, характерные для цунамигенных землетрясений, изучены закономерности трансформации колебаний и волн различных периодов при переходе из одной геосферы в другую.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Андрей Иванович Зайцев

Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований ДВО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: aizaytsev@mail.ru

член-корреспондент РАН, директор

Россия, Южно-Сахалинск

Григорий Иванович Долгих

Тихоокеанский океанологический институт им В.И. Ильичёва ДВО РАН

Email: dolgikh@poi.dvo.ru

академик РАН, директор

Россия, Владивосток

Станислав Григорьевич Долгих

Тихоокеанский океанологический институт им В.И. Ильичёва ДВО РАН

Email: sdolgikh@poi.dvo.ru

доктор технических наук, ведущий научный сотрудник

Россия, Владивосток

Ефим Наумович Пелиновский

Институт прикладной физики РАН

Email: pelinovsky@ipfran.ru

доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник

Россия, Нижний Новгород

Список литературы

  1. Dolgikh G.I. Principles of the designing single-coordinate laser strainmeters // Technical Physics Letters. 2011, vol. 37(3), pp. 204−206.
  2. Dolgikh G., Budrin S., Dolgikh S., Plotnikov A. Supersensitive Detector of Hydrosphere Pressure Variations // 2020, vol. 20(23), аrticle number 6998. doi: 10.3390/s20236998
  3. Dolgikh G.I., Chupin V.A., Gusev E.S., Timoshina G.A. Cyclonic process of the “voice of the sea” microseism generation and its remote monitoring // Remote Sens. 2021, 13, 3452. https://doi.org/10.3390/rs13173452
  4. Dolgikh G., Dolgikh S. Deformation Anomalies Accompanying Tsunami Origination // J. Mar. Sci. Eng. 2021, vol. 9(10), аrticle number 1144. https://doi.org/10.3390/jmse9101144
  5. Dolgikh G., Dolgikh S. Deformation Anomalies Accompanying Tsunami Origins near the Japanese Islands // J. Mar. Sci. Eng. 2023, vol. 11(11), аrticle number 2137. https://doi.org/10.3390/jmse11112137
  6. Dolgikh G., Dolgikh S., Chupin V. et al. Registration of Nonlinear Hydrophysical Disturbances – Rogue Waves in Full-Scale Conditions // J. Mar. Sci. Eng. 2022, vol. 10(12), аrticle number 1997. https://doi.org/10.3390/jmse10121997
  7. Kabatchenko I.M., Kos’yan R.D., Krasitskii V.P. et al. Operating experience with a BM-04 wave-tide gauge // Oceanology. 2007, vol. 47, no 1, pp. 135−140.
  8. Kuznetsov K.I., Kovalev P.D., Kurkin A.A., Pelinovsky E.N. Features of wind waves at the southeastern coast of Sakhalin according to bottom pressure measurements // Izvestiya of the RAS. Atmospheric and Oceanic Physics. 2014, vol. 50, no. 2, pp. 213−220.
  9. Lukhnov A.O., Chernov A.G., Kurkin A.A., Polukhina O.E. Problems of creating a hardware and software complex for studying the hydrodynamics of the shelf zone // Proceedings of the Academy of Engineering Sciences named after A.M. Prokhorov. 2006, vol. 18, pp. 120−123.
  10. https://www.aanderaa.com
  11. Zaitsev A.I., Kurkin A.A., Chernov A.G. et al. The tsunami on Sakhalin on August 2, 2007: mareograph evidence and numerical simulation // Russian Journal of Pacific Geology. 2009, vol. 3, no. 5, pp. 437-442.
  12. Zaitsev A.I., Kurkin A.A., Chernov A.G. et al. The Nevelsk tsunamion Augest 2, 2007: Instrumental data numerical modeling// Doklady Earth Sciences. 2008, vol. 421, no. 1, pp. 867−870.
  13. Levin B.V., Chernov A.G., Shevchenko G.V. et al. The first results of long wave registration in the range of tsunami periods in the region of Kuril ridge on a distributed station network // Doklady Earth Sciences. 2009, vol. 427, no. 1, pp. 874−879.
  14. Kurkin A.A., Zezyulin D.V., Makarov V.S. et al. Studies of coastal areas of the Sea of Okhotsk using a land-based mobile robot // Ecological systems and devices. 2016, no. 8, pp. 11−17.
  15. Zaytsev A., Zeziulin D., Belyakov V. et al. Coastal monitoring oft he Okhotsk sea using an autonomous mobile robot. Science of Tsunami Hazards. 2017, vol. 36, no. 1, pp. 1−12.
  16. Appel I.L. Using the analysis of observational data on drift, wind and atmospheric conditions to determine seasonal changes in forces acting on the ice sheet // Problems of the Arctic and Antarctic. 1994, Iss. 67−68, pp. 90−107.
  17. http://www.aviso.oceanobs.com/en/data/products/wind-waves-products/index.html
  18. Kuznetsov K.I., Pelinovsky E.N., Kurkin A.A., Zaitsev A.I. Restoration of surface waves from measurements of pressure variations on the seabed. // Bulletin of the Moscow State Regional University. Series: Natural Sciences. 2013, no. 3, pp. 110−117.
  19. Fessel D., Marko J., Melling H. Wave measurements using upward looking in marginal and polar sea ice regimes // ASL Environmental sciences. 2002 http://www.aslenv.com/reports/ASL%20Intl%20Waves%20Workshop.pdf
  20. Kurkin A.A., Pelinovsky E.N. Freak waves: facts, theory and modeling. Nizhny Novgorod: NSTU, 2004.
  21. Kharif C., Pelinovsky E. Physical mechanisms of the rogue wave phenomenon // European J Mechanics - B/Fluid. 2003, vol. 22, no. 6, pp. 603−634.
  22. Kharif Ch., Pelinovsky E., Slunyaev A. Rogue Waves in the Ocean. Springer Link, 2009.
  23. Slunyaev A., Didenkulova I., Pelinovsky E. Rogue waters. // Contemporary Physics. 2011, vol. 52, no. 6, pp. 571−590.
  24. Zaitsev A.I., Malashenko A.E., Pelinovsky E.N. Abnormally large waves near the southern coast of O. Sakhalin. // Fundamental and applied hydrophysics. 2011, vol. 4, no. 4, pp. 35−42.
  25. Slunyaev A.V., Kokorina A.V., Zaitsev A.I. et al. Dependence of probabilistic distribution of wave heights on physical parameters based on measurement results near Sakhalin Island. // Fundamental and applied hydrophysics. 2023, vol. 16, no. 3, pp. 18−29.
  26. http://sakhmeteo.ru/
  27. https://nctr.pmel.noaa.gov/Dart/
  28. Zaytsev A., Kurkin A., Pelinovsky E., Yalciner A.C. Numerical tsunami model NAMI-DANCE Science of Tsunami Hazards. 2019. Т. 38. № 4. С. 151−168.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Состав научного стационара “мыс Свободный”: 1 – лазерный нанобарограф; 2 – лазерный деформограф горизонтального типа; 3 – метеостанция; 4 − лазерный гидрофон

Скачать (43KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Фрагменты записей и динамическая спектрограмма лазерно-интерференционных приборов: а – динамическая спектрограмма записи “голоса моря” лазерным деформографом; б – фрагмент записи лазерным деформографом деформационной аномалии; в, г – фрагменты записей лазерного измерителя вариаций давления гидросферы при формировании метеоцунами и волны-убийцы

Скачать (18KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Автономный регистратор поверхностного волнения “Волнограф” (а) 1 – канал гидростатического давления, 2 − канал температуры, 3 – энергонезависимая память (SD-карта), 4 − контроллер управления и сбора данных, 5 − блок электроники, 6 − COM порт со скоростью обмена 115 200 бод, 7 − литиевые батареи +3.2 В, 8 – разъём для включения станции в работу; (б) автономный регистратор придонного давления (АРВ-К12), разработанный КБ г. Углич

Скачать (49KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Фрагменты проведения экспериментальных исследований

Скачать (19KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Фиксация волнения в Охотском море во время трёхбалльного шторма (а), зависимость высоты волны от расстояния до точки постановки РЛС (б)

Скачать (29KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Вид монитора РЛС после обработки радар-процессором

Скачать (34KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Значительные высоты волн по натурным данным, полученным в районе мыса Свободный в 2011−2012 гг.; обработка данных с использованием гидростатической формулы (красная линия), с использованием частотной коррекции (синяя), данные спутниковой альтиметрии (зелёная линия) Примечание: полноцветная версия рисунков к статье доступна в электронной версии “Вестника РАН”.

Скачать (29KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Частота наблюдения волн-убийц в южной части Охотского моря

Скачать (9KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Примеры аномально больших волн (волн-убийц), зарегистрированных у мыса Свободный: а − 8 декабря 2011 г., высота 4.48 м (H/Hs = 2.43); б − 24 декабря 2011 г., высота 6.23 м (H/Hs = 2.29)

Скачать (34KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Запись сигнала лазерных деформографов. Стрелкой вниз показано время землетрясения, стрелкой вверх − регистрация цунами

Скачать (16KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024