Лаборатория акустической океанографии

Экспериментально установлено неизвестное ранее явление тонкослойного движения вод открытого океана, заключающееся в том, что в расслоенной по плотности толще вод открытого океана происходит различное по скорости и/или направлению перемещение тонких (порядка 10–30 м) смежных по вертикали слоев воды.

Выявлена крупномасштабная структура поля звукорассеивающих свойств водной толщи в северо-западной части Тихого океана и его окраинных морей. Проведено её районирование по акустическим характеристикам, исследованы региональные особенности. Показано, что в северных районах фоновый уровень рассеяния на частотах десятки кГц мал, характерным для них является наличие тонких звукорассеивающих слоев (ЗРС), тесно связанных с тонкой структурой гидрофизических полей. В южных районах (южнее 40° с.ш.) фоновый уровень рассеяния выше, причём, основной вклад вносят объекты биологического происхождения.

Изучены основные свойства тонких ЗРС, их связь с гидрофизическими характеристиками водной среды. Показано, что важную роль в формировании тонких ЗРС играют такие характерные элементы тонкой структурой гидрофизических полей, как тонкие высоко градиентные прослойки. Установлено, что вероятность появления тонких ЗРС увеличивается с увеличением изопикнического градиента температуры и уменьшается с ростом бароклинности. Разработана модель тонкоструктурных гидрофизических неоднородностей. Расчёты по этой модели энергетических и угловых характеристик рассеяния хорошо соотносятся с данными прямых измерений.

Исследованы звукорассеивающие свойства сезонного термоклина, установлено, что отличительной особенностью в северных районах Тихого океана на частотах десятки кГц является, во-первых высокий уровень рассеяния в области термоклина, а во-вторых – преобладающий вклад в рассеяние микромасштабных неоднородностей гидрофизических полей.

На основании экспериментально полученных данных построена эхолокационная модель глубоководных газовых «факелов», позволяющая оптимизировать исследования. Предложена методика оценки потока метана при неизвестном распределении пузырьков по размерам. Разработан и реализован в морях Восточной Арктики метод количественной экспресс оценки пузырькового потока метана с помощью однолучевых и многолучевых эхолотов. Разработан и реализован метод количественной акустической оценки профиля концентрации растворенного в водной толще метана в областях пузырьковой разгрузки метана. Разработана методика обнаружения источников газовой эманации и выходов газогидратов к поверхности морского дна. Разработан и реализован метод увеличения точности позиционирования источников пузырьковой разгрузки метана на морском дне.

Построена эхолокационная модель баритовой минерализации, позволяющая объяснить основные закономерности эхосигналов и оценить распределение баритовых построек (БП) по высотам. Составлена карта-схема распределения максимальных высот БП в области баритовой минерализации во впадине Дерюгина в Охотском море.

Обнаружено и теоретически обосновано явление аномальной длительности сигнала обратного рассеяния от морского дна. Предложена методика дистанционной акустической высокочастотной донной термометрии и показано, что она согласуется с экспериментальными результатами.

Разработана аппаратура, методика, физические алгоритмы и программы для проведения томографических исследований на квазистационарных трассах с определением взаимного местоположения гидрофонов и излучателей с точностью 0,5 м в реальном масштабе времени. Выполнены исследования по влиянию уровня помехи на максимумы взаимно-корреляционной функции сложных фазоманипулированных сигналов.

Разработанные методы, технические средства, алгоритмы и программы для гидроакустических исследований океана легли в основу более 30 патентов и авторских свидетельств.