Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Проект направлен на 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. На первом этапе выполнения проекта были достигнуты следующие результаты: 1. Составлен комплексный систематизированный массив всех доступных данных дистанционного зондирования Земли из космоса, а также данных океанографических экспедиций за период 2014 – 2024 года. Массив спутниковой информации включает в себя все доступные данные с сенсоров высокого разрешения как в оптическом, так и в радиодиапазоне. Все спутниковые изображения были проанализированы, систематизированы и аннотированы. Составлен комплексный систематизированный массив всех доступных данных океанографических измерений, включающий в себя данные экспедиционных исследований за период 2014 – 2019, 2021 гг, включающий данные измерений трёхмерной структуры вод в субмезомасштабных вихревых образованиях и их гидрологической структуры. Все океанографические измерения были проанализированы, систематизированы и аннотированы. Составлен комплексный метеорологический массив данных о характеристиках приводного ветра в регионе исследований. 2. Проведён статистический анализ встречаемости субмезомасштабных вихревых образований в прибрежной зоне за летние месяцы в период 2014 – 2024 гг. по данным спутниковых сенсоров высокого разрешения в оптическом и радиолокационном диапазоне электромагнитного спектра. За период 2014 – 2024 гг. было проанализировано в общей сложности 1413 спутниковых изображений в исследуемом регионе (713 изображений в видимом диапазоне и 700 изображений в радиодиапазоне электромагнитного спектра). По результатам исследования показано, что в среднем вихревые процессы в юго-восточной части Балтийского моря проявляются на каждом втором безоблачном спутниковом изображении в оптическом диапазоне (средняя расчётная величина составляет 50% по всей выборке данных). Однако распределение как общего числа безоблачных изображений, так и изображений с проявлениями вихревой активности неоднородно как по годам, так и внутри каждого года. В общей сложности было получено 148 спутниковых изображений высокого разрешения в оптическом диапазоне, на которых идентифицировались вихревые процессы. Как показал статистический анализ спутниковых данных в радиодиапазоне вихревые процессы в исследуемой акватории проявляются на радиолокационных изображениях лишь в 16% случаев (проявления вихревых процессов обнаруживались ~ на каждом 5 изображении), что существенно реже обнаружения процесса по данным спутниковых изображений в оптическом диапазоне. В общей сложности было получено 109 спутниковых изображений высокого разрешения в радиолокационном диапазоне, на которых идентифицировались вихревые процессы. 3. По результатам работы установлены основные регионы вихреобразования в прибрежной зоне юго-восточной части Балтийского моря. Было выделено 8 основных районов вихреобразования: -) субмезомасштабные вихри, формирующиеся под действием атмосферных процессов в открытом море -) антициклонический вихрь (реже диполь) в районе мыса Таран при атмосферной циркуляции западных румбов -) Грибовидный диполь или реже субмезомасштабный циклонический вихрь в районе мыса Таран при атмосферной циркуляции восточных румбов -) Цепочка последовательных субмезомасштабных вихрей или единичный диполь у Куршской косы с его возможным отрывом в открытое море -) Субмезомасштабные вихри, образующиеся при западных ветрах у п. Янтарный -) Субмезомасштабные вихри, образующиеся на выносе вод из Калининградского залива -) Антициклональный или циклонический субмезомасштабный вихрь в районе мыса Гвардейский при атмосферной циркуляции западных румбов -) Антициклональный или циклонический субмезомасштабный вихрь в районе мыса Гвардейский при атмосферной циркуляции западных румбов 4. По результатам экспедиционных исследований в 2021 году было показано, что влияние субмезомасштабных вихревых структур прослеживается до глубины 20 м, а сами структуры не являются сугубо поверхностными проявлениями местной циркуляции вод. При этом динамика вод внутри самих вихревых диполей неоднородна: циклоническая часть диполей имеет более высокие скорости горизонтального движения вод (до 20 см/с), в то время как скорости потока в антициклонической части существенно ниже (не более 10 см/с). Скорость движения вод внутри самих структур существенно выше скоростей распространения подобных диполей как единого целого. Установлено влияние вихревых диполей на гидрологическую структуру вод. Активная циклоническая часть способна поднимать нижележащие слои воды. Величина вовлечения (подъёма) нижележащих вод в циклонической части составляет порядка 5 метров относительно областей внутри «ножки» вихревого диполя или в районах отсутствия данной динамической структуры. 5. В результате комплексного анализа последовательных спутниковых изображений в июле 2021 года были рассчитаны скорости движения субмезомасштабных вихревых процессов по акватории моря во времени, а также оценки их пространственной деформации и диссипации. Показано, что подобные вихревые образования в прибрежной зоне моря могут существовать не менее 5 суток. Вихревые диполи распространяются с минимальной скоростью порядка 6-9 см/с, существенно увеличиваясь в размерах с момента образования, более чем в 2 раза. При их удалении от береговой линии происходит постепенная их диссипация, что связано с отсутствием подпитки за счёт прибрежных вдольбереговых течений. 6. Разработан прототип Web-сервера для хранения экспедиционных данных, их обработки и визуализации. Разработан программный код для размещения сервера в сети Интернет для возможности дистанционного доступа к системе из любой точки мира по предоставленному имени пользователя и пароля. 7. Результаты работы по первому этапу проекта были опубликованы в виде двух научных статей в рецензируемых журналах, а также представлены в качестве двух докладов на тематических конференциях в России.