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.

Аннотация результатов, полученных в 2025 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 втором этапе выполнения проекта были достигнуты следующие результаты: 1. Составлен систематизированный массив всех имеющихся у исполнителей проекта данных ежегодных экспедиционных исследований, направленных на изучение субмезомасштабных вихревых образований в прибрежной зоне юго-восточной части Балтийского моря в период 2014 – 2024 гг. Сформированный массив океанографических данных включает в себя: 54 разреза, выполненных с использованием данных судового ADCP, 92 станции с измерением поверхностной мутности вод, 185 станций зондирования при помощи океанографического CTD-зонда, 37 треков дрейфа лагранжевых дрифтеров, 54 разреза с измерением метеорологических параметров при помощи судовой метеостанции. 2. Составлен систематизированный массив всех имеющихся в STS данных спутникового зондирования в видимом и радиодиапазоне высокого пространственного разрешения с проявлениями вихревой активности в прибрежной зоне юго-восточной части Балтийского моря за теплые месяцы (май – сентябрь) в период 2014 - 2025 гг. Систематизированный массив включает 781 спутниковое изображение высокого разрешения по данным оптических сенсоров и 748 спутниковых изображений в радиолокационной части электромагнитного спектра. 3. Результаты встречаемости проявлений вихревых структур на поверхности моря в акватории юго-восточной части Балтийского моря выражены в обнаружении 157 проявлений вихревых образований по данным оптических сенсоров и в обнаружении 118 проявлений вихревых образований по данным электромагнитных сенсоров за весь 11-летний период мониторинга. Построены карты-схемы с выделением регионов активного вихреобразования в прибрежной зоне юго-восточной части Балтийского моря по данным многолетнего спутникового мониторинга. Разработана система классификации вихревых образований в прибрежной зоне юго-восточной части Балтийского моря с выделением 8 основных классов вихревых образований. Показаны основные пути распространения вихревых образований по акватории моря и динамические характеристики прибрежных субмезомасштабных вихревых образований, а также представлены отличительные морфометрические особенности вихревых образований и срок жизни наблюдаемых в разных районах акватории изучаемого региона на основе разработанной классификации субмезомасштабных прибрежных вихревых процессов. 4. По результатам анализа 3 репрезентативных случаев квазисинхронных наблюдений субмезомасштабных вихревых образований с использованием спутниковой информации и данных океанографических измерений показано, что небольшие по масштабам (до 7 км в диаметре) отдельные циклоны, формируемые в прибрежной зоне за мысом Гвардейский, представляют собой сугубо поверхностные проявления циркуляции. Такие циклоны отчетливо проявляются на спутниковых изображениях в поле оптических неоднородностей поверхностных вод, но не обнаруживаются по данным океанографических измерений. Вихревые диполи, обладающие значительно большими пространственными размерами (20-30 км в диаметре), в свою очередь, характеризуются более сложной структурой течений. Подобные вихри оказывают существенное влияние на нижележащие слои воды. На примере двух репрезентативных случаев обнаружения вихревых диполей в 2014 и 2021 годах показано, что в обоих случаях в областях циклонической завихренности наблюдался апвеллинг вод. При этом в более активной структуре, обнаруженной в 2014 году, процесс апвеллинга шел интенсивнее: вовлечение нижележащих слоев воды наблюдался до глубин 20 метров, в то время как в 2021 году – до глубин 15 метров. 5. Проведены оценки скорости движения субмезомасштабных вихревых процессов по акватории моря во времени, а также оценка их пространственной деформации и диссипации. На репрезентативных примерах показано, что вихревые диполи в среднем распространяются с минимальной скоростью порядка 6-9 см/с. Оценка пространственной деформации и диссипации вихревых структур проводилась на наиболее репрезентативном примере последовательных спутниковых изображений, полученных в 2021 году. Количественной оценкой степени диссипации служит расчет площади, занимаемой процессом в пространстве с учетом предположения, что приток воды в вихревой диполь прекращается при отрыве такого диполя от береговой линии. На примере от 2021 года показано, что вихревые диполи быстро растут по площади в течение первых суток с момента обнаружения. Один из диполей увеличил свою площадь за первые сутки на 240%, то есть увеличился более чем в 2 раза относительно дня первого обнаружения. Второй диполь за ~19 часов увеличился в размерах по площади на 166%, что составляет в суточном эквиваленте 210%. 6. Проанализированы причины и гидрометеорологические условия, определяющие возникновение тех или иных форм вихревых образований в регионе. Показано, что первичной причиной возникновения определенных форм вихревых образований является ветровая ситуация, которая, в свою очередь, формирует определенную структуру прибрежных течений. При наличии аппвелингового типа прибрежных течений, которому предшествует установившаяся атмосферная циркуляция с преобладанием ветров восточных и северо-восточных румбов, формируется поток, направленный вдоль берега в западном направлении, который при обтекании мыса Таран зачастую создает циклонический вихрь. При наличии даунвеллингового типа прибрежных течений, которому предшествует установившаяся атмосферная циркуляция с преобладанием ветров западных и юго-западных румбов, который формирует прибрежную структуру течений, направленную на восток вдоль береговой линии, образуется прибрежный антициклонический вихрь. 7. Сформирована база данных океанографических измерений in-situ, полученных в экспедиционных работах 2014-2024 гг в районе юго-восточной части Балтийского моря. Разработан Web-сервер для хранения экспедиционных данных, их обработки и визуализации. В ходе работы был разработан программный код для размещения Web-сервера в сети Интернет для возможности дистанционного доступа к нему из любой точки мира по предоставленному имени пользователя и пароля. Разработанный web-сервер с интегрированной базой данных океанографических измерений in-situ был, в свою очередь, интегрирован в информационную систему See the Sea, позволяющую проводить комплексный оперативный мониторинг как по спутниковым данным, так и по океанографической информации. 8. Результаты работы по второму этапу проекта были опубликованы в виде двух научных статей в рецензируемых журналах, а также представлены в качестве доклада на тематической конференции в России.