КАРТОЧКА
ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер 24-27-00269
НазваниеСубмезомасштабные вихревые процессы в прибрежной зоне юго-восточной части Балтийского моря
РуководительКраюшкин Евгений Владимирович,
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт космических исследований Российской академии наук, г Москва
| Период выполнения при поддержке РНФ | 2024 г. - 2025 г. |
Конкурс№89 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами».
Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле, 07-501 - Физика океана
Ключевые словаСубмезомасштабные вихревые процессы, Балтийское море, спутниковый мониторинг, океанографические исследования, трёхмерная структура течений
Код ГРНТИ37.25.00 89.57.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Задачей проекта является исследование пространственно-временных характеристик субмезомасштабных вихревых образований в прибрежной зоне юго-восточной части Балтийского моря с использованием данных дистанционного зондирования Земли из космоса и квазисинхронных натурных экспериментов.
Субмезомасштабные вихри, вихри, радиус которых меньше значения бароклинного радиуса деформации Россби, представляют собой сложный комплекс гидродинамических процессов, определяющих многие природные процессы, начиная от переноса взвешенных субстанций по акватории моря, их аккумуляции и перераспределения в пространстве, формирования особенностей динамической структуры течений, а также влияния на количество и таксономическую структуру фитопланктона в акватории.
Субмезомасштабные вихревые процессы в прибрежной зоне обладают широким масштабом пространственной и временной изменчивости, что существенно осложняет задачу их исследования и прогнозирования, как во времени, так и по пространству. Задачу определения пространственно-временных параметров (скорость течений внутри вихревых структур, эпюра скоростей, глубина распространения, общая скорость и направление распространения в пространстве), а также задачу выделения наиболее активных областей вихреобразования необходимо решать с использованием комплексного подхода, заключающегося в совместном использовании данных дистанционного зондирования Земли из космоса и данных океанографических экспедиций.
Цель проекта согласуется с приоритетными направлениями развития науки и техники в области прорывных технологий для экологии и рационального природопользования, а полученные результаты внесут свой вклад в создание технологий мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды, предотвращения и ликвидации ее загрязнения.
В проекте будет использоваться комплексный подход к решению поставленной задачи, который заключается в одновременном использовании нескольких методик исследований, позволяющих всесторонне изучить субмезомасштабные вихревые процессы в прибрежной зоне моря. Привлечение широкого массива данных спутниковой информации сможет подробно описать свойства поверхностных проявлений вихревых процессов, а также позволит сделать высокоточные оценки пространственно-временной изменчивости свойств субмезомасштабных вихревых процессов, определить основные районы вихреобразования и сроки жизни вихрей в исследуемом регионе. Данные океанографических экспериментов позволят, в свою очередь, провести верификацию полученных результатов спутниковых исследований, а также восстановить трехмерную структуру течений внутри вихревых образований, определить вертикальную эпюру скоростей, сделать количественную оценку глубины проникновения процесса, а также оценить влияние подобных структур на гидрологическую структуру вод региона. Совместный анализ данных дистанционного зондирования и океанографических экспериментов в дополнении с привлечением всех доступных массивов данных о ветровой ситуации позволит высказать определить причины возникновения субмезомасштабных вихревых процессов в регионе.
По результатам проекта будет разработан, подготовлен и внедрен в информационную систему Sea The See сервер всех доступных данных океанографических измерений, полученных в прибрежной зоне юго-восточной части Балтийского моря за период 2014 – 2019, 2021, 2024-2025 гг.
Ожидаемые результаты
В ходе выполнения проекта будут получены следующие научные результаты:
1. Будут получены оценки межгодовой и сезонной изменчивости проявлений вихревых процессов в прибрежной зоне юго-восточной части Балтийского моря на основе спутниковой информации за период 2014 – 2025 гг. Выявлены основные районы формирования субмезомасштабных вихревых структур. Полученная информация расширит возможности решения задач экологического мониторинга и минимизации ущерба при возможных экологических катастрофах в регионе.
2. Для конкретных случаев на основе совместного анализа данных дистанционного зондирования и результатов квазисинхронных подспутниковых океанографических измерений будет определена трехмерная структура субмезомасштабных вихревых процессов: характерные скорости течений внутри вихрей, глубина проникновения процесса, особенности гидрологической структуры, эпюра течений в прибрежной акватории юго-восточной части Балтийского моря. Результаты определения параметров субмезомасштабных вихревых образований, характерных свойств и структурных особенностей в будущем позволят применить методику восстановления параметров субмезомасштабных вихревых образований по данным только спутникового мониторинга на период отсутствия экспериментальных данных с целью прогнозирования распространения субмезомасштабных вихревых образований, аккумулирующих в себе разные типы загрязнений.
3. Результаты оценки скорости распространения субмезомасштабных вихревых структур, а также оценки их пространственной деформации и диссипации на основе спутниковой информации, полученной над одним районом в близкие моменты времени. Полученные результаты будут способствовать пониманию динамических особенностей формирования вихревых процессов и их диссипации, что необходимо для задач прогнозирования распространения вихрей по акватории моря.
4. Результаты определения гидродинамических условий, определяющих возникновение вихревых образований в регионе (характер прибрежной циркуляции вод, ветровая ситуация, предшествующая образованию вихревого процесса). Выявление характерных особенностей гидрометеорологических условий и сценариев формирования субмезомасштабных вихревых образований позволит существенно продвинуться в вопросе как экологического мониторинга, так и прогнозирования динамической ситуации в регионе.
5. Web-сервер для хранения, обработки и совместного анализа океанографических данных и спутниковых изображений высокого разрешения в прибрежной зоне Балтийского моря, внедренный в реализованную в ИКИ РАН информационную систему See the Sea. Структурированный сервер данных с возможностью оперативного получения океанографической информации по исследуемому региону, методикой первичной обработки результатов судовых измерений, а также с возможностью совместного анализа спутниковых данных и океанографических измерений позволит в будущем решить многие смежные задачи в области подспутникового мониторинга района юго-восточной части Балтийского моря.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ