Hydrophysics Laboratory

Unit number
3/3
Research fields
Ocean & Atmosphere physics
Department title
Ocean and Atmosphere Physics

The Hydrophysics Laboratory of was founded in 1978.

Разработаны новые акустические методы зондирования толщи океана с высоким пространственным разрешением, основанные на эффектах нелинейной акустики. На примерах акустического зондирования внутренних волн, газовых факелов и планктона показана возможность оперативного мониторинга структуры неоднородностей в океанской среде, особенно в районах с резкими фронтами, что дает новый инструмент для океанологических исследований в подобных районах. Получены новые экспериментальные данные о динамике и структуре звукорассеивающих слоев в различных районах океана, включая данные об особенностях распределения планктона на шельфе и в глубоких районах дальневосточных и арктических морей - Японском, Охотском, Чукотском, Восточно-Сибирском. Выявлены новые особенности в структуре пузырьковых облаков в верхнем слое моря, образующихся при обрушении ветровых волн и их вовлечении в водную толщу, показана возможность проведения оценок газообмена через поверхность при различных состояниях моря с применением акустических методов. Показано, что вовлечение воздушных пузырьковых потоков наблюдается при сильном волнении до 15-20 метров, а в условиях мелкого залива – до дна. Полученные данные показали, что при таких условиях газообмен через поверхность резко возрастает и физические свойства воды сильно изменяются – резко усиливается нелинейность воды, возникает аномально сильное поглощение звука, увеличивается сжимаемость воды, возникает аномально сильное рассеяние акустических и оптических волн. Разработаны теоретические модели и выявлены взаимосвязи указанных акустических характеристик с спектральным составом пузырьковых облаков и их пространственной структурой.
Patents and technologies
• В.А.Буланов, И.В.Корсков, П.Н. Попов Устройство для изучения структуры морской воды. Пат. RU 153282 U1, Заявка: 2015105570/28 от 18.02.2015, опубл. 10.07.2015 Бюл. № 19 • В.А.Буланов, И.В.Корсков, П.Н. Попов/ Метод определения нелинейного акустического параметра жидкостей и устройство для его осуществления. Пат. 2532143 С1 Российская федерация/ 2013130643, опубл. 27.10.2014, бюл. №30 • В.А.Буланов, И.В.Корсков, П.Н. Попов Параметрический многочастотный эхолокатор. Пат. 146020 U1 Российская федерация, 2014128174, опубл. 27.09.2014, Б.И. №27 • Пат. 108642 Российская Федерация МПК G01S15/00. Система многочастотного акустического зондирования/И.В.Корсков, В.А.Буланов. ТОИ ДВО РАН, заявл. 07.06.2011, опубл. 20.09.11 Бюл. №26. • Пат. 101202 Российская Федерация МПК G01S15/00. Система многочастотного акустического зондирования/И.В.Корсков, В.А.Буланов. ТОИ ДВО РАН, заявл. 18.06.2010, опубл. 10.01.11 Бюл. №1.
1. Буланов В.А., Корсков И.В., Попов П.Н. Измерения нелинейного акустического параметра морской воды с применением устройства, использующего отраженные импульсы // Приборы и техника эксперимента. 2017. №3. c. 114-118 2. Акуличев В. А., Буланов В. А., Стороженко А. В. Акустические исследования зоопланктона в Японском море и восточной Арктике // Доклады Академии наук, 2016, том 470, № 2, с.219-222 3. Буланов В.А., Корсков И.В., Попов П.Н., Стороженко А.В. Исследования рассеяния и затухания звука, акустической нелинейности и кавитационной прочности морской воды в приповерхностном слое моря // Подводные исследования и робототехника. 2016. № 2 (22), с.56-66 4. Bulanov V.A., Korskov I.V., Popov P.N., Storozhenko A.V. Researches of sound scattering in the sea using the inverted echo sounder // Proceedings of Meetings on Acoustic, 2015. Vol.24.  070013. 6 p . http://dx.doi.org/10.1121/2.0000140 5. Bulanov V.A., Storozhenko A.V. Acoustic assessment of plankton distribution in upper layers of the sea // Proceedings of Meetings on Acoustic (5th PRUAC - Acoustical Society of America, 2015), Vol.24.  005006. 7 p . http://dx.doi.org/10.1121/2.0000161 6. Буланов В.А. "О нелинейных акустических характеристиках кристаллизующейся жидкости" // Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2014. № 5. c. 145310-1 - 145310-7; http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2014/5/145310 7. Акуличев В.А., Буланов В.А. Влияние микронеоднородностей на акустические характеристики морской среды. Океанологические исследования Дальневосточных морей и северо-западной части Тихого океана. В двух книгах. Книга 2. Гл. ред. Акад. В.А.Акуличев. Владивосток. Дальнаука. 2013. c. 305-327 8. Акуличев В.А., Буланов В.А., Корсков И.В., Стороженко А.В. Мониторинг экологического состояния акваторий с применением акустического зондирования // Подводные исследования и робототехника. 2012. № 2 (14). С.43-55. 9. Акуличев В.А., Буланов В.А., Стороженко А.В. Оценка распределения планктона в океане методом акустического зондирования // Доклады Академии наук. 2011, т.438, №2, с.267-270 10. Акуличев В.А., Бугаева Л.К., Моргунов Ю.Н., Соловьев А.А. Влияние теплого антициклонического вихря на распространение звука в северо-западной части Тихого океана // Доклады АН, 2011, Т.441, №6 11. Буланов В.А., Корсков И.В. "Система многочастотного акустического зондирования с временным разделением частот" // Приборы и техника эксперимента. 2009. №3, с.120-122 12. Акуличев В.А., Бугаева Л.К., Моргунов Ю.Н., Половинка Ю.А., Соловьев А.А. Влияние синоптического вихря на распространение акустических сигналов в северо-западной части Тихого океана // Подводные исследования и робототехника 2009, №1(7), С. 40-56. 13. Буланов В.А., Боровой Д.И., Жукова Е.А., Корсков И.В., Попов П.Н. Исследования рассеяния звука на мелкомасштабных неоднородностях вдоль трасс в заливе Петра Великого // Современное состояние и тенденции изменения природной среды залива Петра Великого Японского моря / Отв. ред. А.С. Астахов, В.Б. Лобанов. – М.: ГЕОС, 2008. – 442 с., С.384-397 14. Акуличев В.А., Буланов В.А. "Исследования неоднородностей морской среды методами акустического зондирования" / В кн. Дальневосточные моря России: в 4 кн./ Гл.ред. акад. В.А. Акуличев. Кн.4. Физические методы исследования/ отв.ред. Г.И.Долгих. –М.: Наука 2007, с.129-231
Lab team
  • Vladimir A. Bulanov, Dr.Sc., head of laboratory
  • Igor V. Korskov, Ph.D., senior researcher
  • Lyubov K. Bugaeva, researcher
  • Andrey V. Storozhenko, researcher
  • Natalya I. Dyuldina, Ph.D., lead engineer
  • Oleg V. Lyovushkin, lead engineer
  • Sergey N. Chernyshev, lead engineer
  • Sergey N. Sosedko, lead engineer
  • Sound distribution, supervisor: V.A. Akulichev, full member of Russian Academy of Sciences
    • Study of sound propagation in the ocean, including shelf zones
    • Identification of the relationship of the parameters of the acoustic field with the characteristics of heterogeneous inhomogeneities of the marine environment
    • Creating models and numerically simulating the propagation of sound in the submarine sound channel (SSC) of various types, including SSCs, specific to the Far Eastern seas of Russia
    • Experimental studies of sound propagation and acoustic sounding, based on sound scattering on the shelf and in the transition zone from the shelf to the deep sea
    • Using numerical modeling in combination with sound propagation and acoustic sounding data to solve inverse problems of reconstructing the structure of heterogeneous inhomogeneities in the ocean
  • Physical acoustics, supervisor: V.A. Bulanov, Dr.Sc.
    • Study of acoustic characteristics and structure of microinhomogeneous liquids
    • Developing new methods for nonlinear non-stationary acoustic spectroscopy and methods for solving inverse problems in the nonlinear interaction of sound with microinhomogeneities of various nature (gas and vapor bubbles, crystallization centers, solid particles in the form of suspensions, emulsion droplets of other liquids, turbulence, soft particles in the form of zooplankton and phytoplankton, microplastic particles and other small and super-fine objects)
    • Acoustic sounding experimental studies of small-scale inhomogeneities in the active layer of the ocean, including studies in the upper layer in the Far Eastern seas of Russia.

Key research topics

  • Acoustic studies of the structure and spatial distribution of multiscale heterogeneities and dynamic processes in the active layer of the ocean
  • Numerical modeling of distant sound propagation through large-scale inhomogeneities in the ocean
  • Investigation of the nonlinear sound interaction with various phase inclusions in sea water.
  • Development of nonlinear non-stationary acoustic spectroscopy methods using high-gain parametric radiating systems
Lab team

Fulltext publications